ES2301697T3 - MATTERS OF MODIFIED PROTEIN WITH GROWTH FACTOR FOR TISSUE ENGINEERING. - Google Patents

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ES2301697T3 ES02792510T ES02792510T ES2301697T3 ES 2301697 T3 ES2301697 T3 ES 2301697T3 ES 02792510 T ES02792510 T ES 02792510T ES 02792510 T ES02792510 T ES 02792510T ES 2301697 T3 ES2301697 T3 ES 2301697T3
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Jeffrey A. Hubbell
Matthias Lutolf
Jason Schense
Anna Jen
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Eidgenoessische Technische Hochschule Zurich ETHZ
Universitaet Zuerich
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Eidgenoessische Technische Hochschule Zurich ETHZ
Universitaet Zuerich
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Abstract

Proteins are incorporated into protein or polysaccharide matrices for use in tissue repair, regeneration and/or remodeling and/or drug delivery. The proteins can be incorporated so that they are released by degradation of the matrix, by enzymatic action and/or diffusion. As demonstrated by the examples, one method is to bind heparin to the matrix by either covalent or non-covalent methods, to form a heparin-matrix. The heparin then non-covalently binds heparin-binding growth factors to the protein matrix. Alternatively, a fusion protein can be constructed which contains a crosslinking region such as a factor XIIIa substrate and the native protein sequence. Incorporation of degradable linkages between the matrix and the bioactive factors can be particularly useful when long-term drug delivery is desired, for example in the case of nerve regeneration, where it is desirable to vary the rate of drug release spatially as a function of regeneration, e.g. rapidly near the living tissue interface and more slowly farther into the injury zone. Additional benefits include the lower total drug dose within the delivery system, and spatial regulation of release which permits a greater percentage of the drug to be released at the time of greatest cellular activity.

Description

Matrices de proteína modificada con factor de crecimiento para ingeniería de tejidos.Modified protein matrices with factor tissue engineering growth.

Campo de la invenciónField of the Invention

La invención se relaciona con proteínas de fusión o péptidos que contienen PTH y una secuencia de aminoácidos que permite interacciones de unión con matrices y con el uso de proteínas de fusión o péptidos en la reparación y regeneración de tejidos, y en la liberación controlada de la PTH.The invention relates to proteins of fusion or peptides containing PTH and an amino acid sequence which allows union interactions with matrices and with the use of fusion proteins or peptides in the repair and regeneration of tissues, and in the controlled release of PTH.

Antecedentes de la invenciónBackground of the invention

La hormona paratiroides (PTH, por sus siglas en inglés) es un péptido de 84 aminoácidos que se elabora y secreta por la glándula paratiroides. Esta hormona desempeña una función primaria en el control de los niveles de calcio sérico a través de su acción sobre diversos tejidos, entre los que se incluyen los huesos. Los estudios en seres humanos con diversas formas de PTH han demostrado un efecto anabólico sobre los huesos, lo cual los hace interesantes para el tratamiento de osteoporosis y trastornos óseos relacionados (patente de los Estados Unidos No. 5,747,456 de Chorev, et al. y WO 00/10596 de Eli Lilly & Co.). La hormona paratiroides actúa sobre las células mediante la unión a un receptor de superficie celular. Se sabe que este receptor se encuentra sobre osteoblastos, las células que son responsables de la formación de huesos nuevos.Parathyroid hormone (PTH) is an 84 amino acid peptide that is made and secreted by the parathyroid gland. This hormone plays a primary role in controlling serum calcium levels through its action on various tissues, including bones. Studies in humans with various forms of PTH have shown an anabolic effect on bones, which makes them interesting for the treatment of osteoporosis and related bone disorders (U.S. Patent No. 5,747,456 to Chorev, et al . And WO 10/10596 from Eli Lilly & Co.). Parathyroid hormone acts on cells by binding to a cell surface receptor. It is known that this receptor is found on osteoblasts, the cells that are responsible for the formation of new bones.

Se ha reportado que el dominio de 34 aminoácidos N-terminal de la hormona humana es equivalente biológicamente a la hormona de longitud total. La PTH 1-34 y su modo de acción se reportó primero en la patente de los Estados Unidos No. 4,086,196. Debido a que la investigación se ha realizado sobre PTH 1-34 y otras versiones truncadas de la forma de PTH humana natural, como por ejemplo, PTH1-25, PTH1-31 y PTH1-38 (véase, por ejemplo, Rixon RH, et al., J Bone Miner. Res., 9(8): 1179-89 (Agosto de 1994).It has been reported that the N-terminal 34 amino acid domain of the human hormone is biologically equivalent to the full length hormone. PTH 1-34 and its mode of action were first reported in U.S. Patent No. 4,086,196. Because the research has been conducted on PTH 1-34 and other truncated versions of the natural human PTH form, such as PTH1-25, PTH1-31 and PTH1-38 (see, for example, Rixon RH, et al ., J Bone Miner. Res. , 9 (8): 1179-89 (August 1994).

El mecanismo mediante el cual la PTH influye. en la remodelación ósea es complicado, lo cual ha conducido a resultados conflictivos y posteriormente, a un número significativo de estudios sobre el mecanismo exacto implicado. Se ha demostrado que si la PTH se administra sistémicamente de una manera continua, disminuirá la densidad ósea. Por el contrario, se ha reportado que si la misma molécula se administra en forma pulsátil, aumentará la densidad ósea (véase, por ejemplo, WO 99/31137 de Eli Lilly & Co.). Esta aparente contradicción se puede explicar por el mecanismo mediante el cual la PTH modula la remodelación ósea y posteriormente el parámetro visible de la densidad ósea. Dentro del hueso maduro, el receptor de PTH sólo ha mostrado estar presente sobre la superficie de las células del linaje de osteoblastos, pero no sobre osteoclastos. La función que desempeña la PTH en la remodelación ósea se dirige a través de los osteoblastos en oposición con los osteoclastos. Sin embargo, las células en diferentes etapas del linaje de osteoblastos responde de manera diferente cuando se unen a la PTH. Por lo tanto, las dramáticas diferencias que se observan cuando la PTH se administra utilizando diferentes métodos se pueden tomar en cuenta para la comprensión de los diferentes efectos que la misma molécula tiene sobre las diferentes células dentro del linaje de osteoblastos.The mechanism by which PTH influences. Bone remodeling is complicated, which has led to conflicting results and subsequently to a significant number of studies on the exact mechanism involved. Has been shown that if PTH is administered systemically on an ongoing basis, bone density will decrease. On the contrary, it has been reported that if the same molecule is administered in a pulsatile manner, the bone density (see, for example, WO 99/31137 by Eli Lilly & Co.). This apparent contradiction can be explained by the mechanism by which PTH modulates bone remodeling and subsequently the visible parameter of bone density. Inside of the mature bone, the PTH receptor has only shown to be present on the surface of the osteoblast lineage cells, but not about osteoclasts. The role that PTH plays in bone remodeling is directed through osteoblasts in opposition with osteoclasts. However, the cells in different stages of the osteoblast lineage responds so different when they join the PTH. Therefore, the dramatic differences that are observed when PTH is administered using different methods can be taken into account for the understanding of the different effects that the same molecule has on the different cells within the osteoblast lineage.

Cuando la PTH se une a un hemocitoblasto mesenquimal, la célula se induce a diferenciarse en un proteoblasto. De esta forma, al agregar la PTH al sistema, existe un aumento en la población de proteoblastos. Sin embargo, estas células proteoblásticas también tienen el receptor de la PTH, y la posterior unión de la PTH al receptor sobre estas células conduce a una respuesta diferente. Cuando la PTH se une al proteoblasto, esto da por resultado en dos consecuencias separadas que conducen a la reabsorción ósea, En primer lugar, inhibe la diferenciación adicional de los proteoblastos en osteoblastos. En segundo lugar, aumenta la secreción de Interleucina 6 (IL-6) proveniente de los proteoblastos. La IL-6 tanto inhibe la diferenciación de proteoblasto, como también aumenta la diferenciación de proteoclastos en el interior de los osteoclastos. Esta respuesta dual de las células dentro del linaje de osteoblastos es que proporciona la reacción compleja entre la remodelación ósea y la exposición a la PTH. Si la PTH se dosifica periódicamente durante periodos cortos de tiempo, entonces los hemocitoblastos mesenquimales se inducen a diferenciarse en osteoblastos. Los periodos cortos de dosificación entonces evitan que los proteoblastos recién formados produzcan IL-6, evitando la activación de los osteoclastos. Por lo tanto, durante los intervalos de dosificación, estos preosteoblastos recién formados se pueden diferenciar adicionalmente en osteoblastos, dando por resultado en la formación ósea. Sin embargo, si se aplica una dosis constante de PTH, entonces los preosteoblastos tendrán la oportunidad de iniciar la producción de IL-6, activando así los osteoclastos e inhibiendo los mismos, conduciendo al efecto opuesto: reabsorción ósea.When PTH binds to a hemocytoblast mesenchymal, the cell is induced to differentiate into a proteoblast. Thus, when adding PTH to the system, there is an increase in the population of proteoblasts. However, you are Proteoblastic cells also have the PTH receptor, and the subsequent binding of PTH to the receptor on these cells leads to A different answer. When PTH binds to the proteoblast, this results in two separate consequences that lead to bone resorption, first, inhibits differentiation additional proteoblasts in osteoblasts. Secondly, Increases the secretion of Interleukin 6 (IL-6) from proteoblasts. IL-6 both inhibits proteoblast differentiation, as well as increases differentiation of proteoclasts inside osteoclasts. This dual response of the cells within the lineage of osteoblasts is that it provides the complex reaction between the bone remodeling and exposure to PTH. If the PTH is dosed periodically for short periods of time, then the mesenchymal hemocytoblasts are induced to differentiate in osteoblasts Short dosing periods then avoid that newly formed proteoblasts produce IL-6, preventing the activation of osteoclasts. Therefore, during dosing intervals, these newly formed preosteoblasts can be differentiated additionally in osteoblasts, resulting in formation that is. However, if a constant dose of PTH is applied, then the preosteoblasts will have the opportunity to start the IL-6 production, thus activating osteoclasts and inhibiting them, leading to the opposite effect: resorption that is.

Para reparación o regeneración de tejidos, las células deben migrar al interior de una masa herida, proliferar, expresar los componentes matriz o formar la matriz extracelular, y constituir una conformación de tejido final. En esta respuesta morfogenética con frecuencia deben participar múltiples poblaciones celulares, incluyendo frecuentemente células vasculares y nerviosas. Para que esto ocurra se ha demostrado que las matrices mejoran, bastante y se ha encontrado que en algunos casos son esenciales. Se han elaborado procedimientos para desarrollar matrices provenientes de orígenes naturales o sintéticos o una mezcla de ambos. Las matrices en crecimiento de células naturales se someten a remodelación mediante influencia celulares, todas basadas en proteólisis, por ejemplo, mediante plasmina (fibrina degradante) y metaloproteinazas matriz (colágeno degradante, elastina, etc.). Esta degradación está bastante localizada y se presenta únicamente en el momento del contacto directo con la célula migrante. Además, el suministro de proteínas de señalización celular específica, tales como por ejemplo, los factores de crecimiento, está controlada rigurosamente. En el modelo natural, no se utilizan matrices en crecimiento de células macroporosas, en lugar de las matrices microporosas las células se pueden degradar, localmente y en el momento de la demanda, a medida que las células migran al interior de la matriz. Debido a asuntos que se relacionan con la inmunogenicidad, producción costosa, disponibilidad limitada, variabilidad y purificación de lotes, se han desarrollado matrices con base en moléculas precursoras sintéticas, tales como por ejemplo, polietilenglicol modificado en y/o sobre el cuerpo.For tissue repair or regeneration, the cells must migrate into a wounded mass, proliferate, express the matrix components or form the extracellular matrix, and constitute a final tissue conformation. In this answer Morphogenetic often must involve multiple populations cellular, frequently including vascular cells and nervous For this to happen, it has been shown that the matrices they improve a lot and it has been found that in some cases they are essential. Procedures have been developed to develop matrices from natural or synthetic origins or a mix of both. The growing matrices of natural cells undergo remodeling through cellular influence, all based on proteolysis, for example, by plasmin (fibrin degrading) and matrix metalloproteinazas (degrading collagen, elastin, etc.) This degradation is quite localized and is presents only at the time of direct contact with the migrant cell In addition, the supply of signaling proteins  specific cell, such as for example the factors of growth, is rigorously controlled. In the natural model, no growing matrices of macroporous cells are used, in instead of microporous matrices cells can degrade, locally and at the time of demand, as the cells They migrate into the matrix. Due to issues that relate with immunogenicity, expensive production, availability limited, variability and purification of lots, have been developed matrices based on synthetic precursor molecules, such as for example, modified polyethylene glycol in and / or on the body.

Mientras que se ha realizado mucho trabajo en el estudio de los efectos sistémicos de la PTH, la investigación no ha explorado la administración local o tópica de la PTH. A media que la PTH tiene un efecto directo anabólico sobre el linaje celular de osteoblastos, debe tener un potencial importante para curar los defectos óseos además de influir en la densidad ósea si se presenta adecuadamente dentro de un sitio defectuoso. Una vez que el defecto se ha rellenado con preosteoblastos, si la señal de la PTH se anula, los preosteoblastos recién formados entonces se pueden diferenciar en osteoblastos e iniciar la conversión de la masa herida, en primer lugar en tejido óseo herido y luego en una estructura ósea madura.While a lot of work has been done on the study of the systemic effects of PTH, research does not has explored the local or topical administration of PTH. Half that PTH has a direct anabolic effect on the lineage Osteoblast cell, must have significant potential to cure bone defects in addition to influencing bone density if It is presented properly within a defective site. One time that the defect has been filled with preosteoblasts, if the signal from PTH is canceled, the newly formed preosteoblasts are then they can differentiate into osteoblasts and start the conversion of the wounded mass, first in wounded bone tissue and then in a mature bone structure.

Por lo tanto, un objetivo de la presente invención es proporcionar una PTH en una forma que se pueda unir a una matriz para reparación, regeneración y remodelación de tejidos.Therefore, an objective of the present invention is to provide a PTH in a way that can be attached to a matrix for repair, regeneration and remodeling of tissues.

Un objetivo adicional es presentar una PTH en una forma adecuada para administración tópica o local a un paciente para curar los defectos óseos.An additional objective is to present a PTH in a form suitable for topical or local administration to a patient to cure bone defects.

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Sumario de la invenciónSummary of the invention

Se exponen en la presente, los péptidos de fusión que contienen una hormona paratiroides (PTH) en un dominio y un dominio substrato capaz de reticularse covalentemente a una matriz en otro dominio y las matrices, y los equipos que contiene estas proteínas de fusión o péptidos. Las proteínas de fusión se unen covalentemente a materiales naturales o sintéticos para formar matrices, se pueden utilizar para curar defectos óseos. Opcionalmente, todos los componentes para la formación de la matriz se aplican a un defecto óseo y la matriz se forma en el sitio de aplicación. El péptido de fusión se puede incorporar en la matriz de tal forma que el péptido de fusión como un todo o sólo la secuencia de PTH respectiva del primer dominio se libera mediante la degradación de la matriz, por acción enzimática y/o hidrolítica. También, el péptido de fusión puede contener un enlace degradable entre el primero y segundo dominio que contiene sitios de escisión hidrolítica o enzimática. En particular, el péptido de fusión contiene la PTH en un dominio, un dominio substrato capaz de ser reticulado covalentemente a una matriz en un segundo dominio, y un sitio de degradación entre el primero y el segundo dominio. De preferencia, la PTH es PTH humana, aunque puede ser adecuada una PTH proveniente de otras fuentes, tales como por ejemplo, PTH de bovino. La PTH puede ser PTH 1-84 (natural), PTH 1-38, PTH 1-34, PTH 1-31, o PTH 1-25, o cualesquiera versiones modificadas o alélicas de PTH que exhiben propiedades, es decir, formación ósea, similar a la anterior. El sitio de degradación permite que la velocidad de suministro varié a diferentes ubicaciones dentro de la matriz dependiendo de la actividad celular en esa ubicación y/o dentro de la matriz. Beneficios adicionales incluyen la inferior dosis total de fármacos dentro del sistema de suministro, y la regulación espacial de la liberación que permite un mayor porcentaje del fármaco que será liberado en el momento de mayor actividad celular.The peptides of fusion containing a parathyroid hormone (PTH) in a domain and a substrate domain capable of covalently crosslinking to a matrix in another domain and matrices, and the computers it contains these fusion proteins or peptides. Fusion proteins are covalently bind to natural or synthetic materials to form matrices, can be used to cure bone defects. Optionally, all components for matrix formation they are applied to a bone defect and the matrix is formed at the site of application. The fusion peptide can be incorporated into the matrix such that the fusion peptide as a whole or only the respective PTH sequence of the first domain is released by degradation of the matrix, by enzymatic and / or hydrolytic action. Also, the fusion peptide may contain a degradable bond. between the first and second domain that contains cleavage sites Hydrolytic or enzymatic. In particular, the fusion peptide contains the PTH in a domain, a substrate domain capable of being covalently crosslinked to a matrix in a second domain, and a degradation site between the first and second domain. From Preferably, PTH is human PTH, although a PTH from other sources, such as, for example, PTH from bovine. PTH can be PTH 1-84 (natural), PTH 1-38, PTH 1-34, PTH 1-31, or PTH 1-25, or any modified or allelic versions of PTH that exhibit properties, is that is, bone formation, similar to the previous one. The site of degradation allows supply speed to vary to different locations within the matrix depending on the cellular activity in that location and / or within the matrix. Additional benefits include the lower total dose of drugs within the supply system, and the spatial regulation of the release that allows a higher percentage of the drug that will be released at the time of increased cellular activity.

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Breve descripción de los dibujos o figurasBrief description of the drawings or figures

La Figura 1 es un cromatograma para detección por fluorescencia de geles de fibrina que contienen péptido degradados con plasmina y péptido libre. Se muestra la cromatografía por exclusión de tamaños de un gel de fibrina degradada con el péptido \alpha_{2}PI_{1-7}-ATIII_{121-134} incorporado (-), con el mismo péptido libre agregado al gel de fibrina degradada que contiene el péptido incorporado (\cdot \cdot \cdot), y el péptido libre solo (- -). El residuo de leucina N-terminal se dansiló (abreviado dL). El péptido libre eluido a mayores tiempos, que corresponde a un peso molecular inferior, de lo que lo hizo el péptido incorporado en el gel de fibrina durante la coagulación, demostrando la unión covalente a la fibrina degrada y de esta forma la incorporación covalente vía la acción de la actividad del Factor XIIIa.Figure 1 is a chromatogram for detection by fluorescence of fibrin gels containing peptide degraded with plasmin and free peptide. It shows the size exclusion chromatography of a fibrin gel degraded with the peptide α2 {PI_ {1-7} -ATIII_ {121-134} incorporated (-), with the same free peptide added to the gel degraded fibrin containing the incorporated peptide (\ cdot \ cdot \ cdot), and the free peptide alone (- -). The residue of N-terminal leucine was danced (abbreviated dL). He free peptide eluted at higher times, corresponding to a weight lower molecular, than did the peptide incorporated into the fibrin gel during coagulation, demonstrating binding fibrin covalent degrades and thus incorporation covalent via the action of Factor XIIIa activity.

La Figura 2 es una gráfica de la incorporación de dLNQEQVSPLRGD (SEQ ID NO: 1) en los geles de fibrina con el Factor XIII exógeno agregado. Cuando se agregó 1 U/mL, el nivel de incorporación aumentó de tal forma que se pudieran alcanzar más de 25 moles de péptido/moles de fibrinógeno.Figure 2 is a graph of the incorporation of dLNQEQVSPLRGD (SEQ ID NO: 1) in fibrin gels with the Exogenous factor XIII added. When 1 U / mL was added, the level of incorporation increased so that more than 25 moles of peptide / moles of fibrinogen.

La Figura 3 es una gráfica de la incorporación del péptido bidominio dLNQEQVSPLRGD (SEQ ID NO: 1), en goma de fibrina sin diluir. Se probaron tres equipos de reactivos separados y en cada caso se podría observar un alto nivel de incorporación, alcanzando 25 moles de péptido/moles de fibrinógeno. La concentración de péptido exógeno requerido para una incorporación máxima fue de al menos 5 mM, posiblemente debido a limitaciones de difusión dentro de la matriz de fibrina bastante densa que se crea. El nivel de incorporación fue muy consistente, con cada equipo de reactivos que proporciona un perfil de incorporación similar.Figure 3 is a graph of the incorporation of the dLNQEQVSPLRGD two domain peptide (SEQ ID NO: 1), in rubber undiluted fibrin. Three separate reagent kits were tested and in each case a high level of incorporation could be observed, reaching 25 moles of fibrinogen peptide / moles. The concentration of exogenous peptide required for incorporation maximum was at least 5 mM, possibly due to limitations of diffusion within the matrix of dense fibrin that is created. The level of incorporation was very consistent, with each team of reagents that provide a similar incorporation profile.

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Descripción detallada de la invenciónDetailed description of the invention

Se describen en la presente los productos y métodos para la reparación, regeneración o remodelación de tejido duro, en particular para crecimiento óseo, utilizando matrices naturales y sintéticas que tengan la PTH que se puede distribuir incorporada en la presente. Las matrices naturales son biocompatibles y biodegradables y se pueden formar in vitro o in vivo, en el momento de la implantación. La PTH se puede incorporar en las matrices y mantener su bioactividad total. La PTH se puede incorporar de manera que se pueda distribuir, utilizando técnicas que proporcionen control sobre la forma y el momento y a cual grado se libere la PTH, de tal forma que la matriz se pueda utilizar para reparar tejidos directa o indirectamente, utilizando la matriz como un vehículo de liberación controlada.Products and methods for the repair, regeneration or remodeling of hard tissue are described herein, in particular for bone growth, using natural and synthetic matrices having the PTH that can be distributed incorporated herein. Natural matrices are biocompatible and biodegradable and can be formed in vitro or in vivo , at the time of implantation. PTH can be incorporated into the matrices and maintain its total bioactivity. PTH can be incorporated so that it can be distributed, using techniques that provide control over the form and timing and to what degree PTH is released, so that the matrix can be used to repair tissues directly or indirectly, using the matrix as a controlled release vehicle.

Definiciones Definitions

"Biomaterial", en el sentido en el que se utiliza en la presente, se refiere a un material destinado a interconectarse con sistemas biológicos para evaluar, tratar, aumentar, o reemplazar cualquier tejido, órgano o función del cuerpo dependiendo del material ya sea permanente o temporalmente. Los términos "biomaterial" y "matriz" se utilizan indistintamente en la presente y significan una red polimérica degradada que, dependiendo de la naturaleza de la matriz, puede aumentar con el agua aunque no disolverse en el agua, es decir, formar un hidrogel que permanece en el cuerpo durante un cierto periodo de tiempo cumpliendo ciertas funciones de apoyo para tejido duro traumatizado o defectuoso."Biomaterial", in the sense in which used herein, refers to a material intended for interconnect with biological systems to evaluate, treat, increase, or replace any tissue, organ or function of the body depending on the material either permanently or temporarily. The terms "biomaterial" and "matrix" are used interchangeably in the present and mean a polymeric network degraded that, depending on the nature of the matrix, can increase with water but not dissolve in water, that is, form a hydrogel that remains in the body for a certain period of time fulfilling certain support functions for tissue  hard traumatized or defective.

"Péptido de fusión de la PTH" en el sentido en el que se utiliza generalmente en la presente, se refiere a un péptido que contiene al menos un primero y un segundo dominio. Un dominio contiene una PTH (formas naturales o truncadas, en particular PTH 1-34), y el otro dominio contiene un dominio substrato que será degradado a una matriz. Un sitio de degradación enzimática o hidrolítica también puede estar presente entre el primero y el segundo dominio."PTH fusion peptide" in the sense  in which it is generally used herein, refers to a peptide containing at least a first and a second domain. A domain contains a PTH (natural or truncated forms, in particular PTH 1-34), and the other domain contains a Substrate domain that will be degraded to an array. A site of enzymatic or hydrolytic degradation may also be present between the first and second domain.

"Nucleófilo fuerte", en el sentido en el que se utiliza generalmente en la presente, se refiere a una molécula que es capaz de donar un par de electrones a un electrófilo en una reacción formadora de enlaces polares. De preferencia, el nucleófilo fuerte es más nucleofílico que el agua a un pH fisiológico. Los ejemplos de nucleófilos fuertes son tioles y aminas."Strong nucleophile", in the sense in the which is generally used herein, refers to a molecule that is able to donate a pair of electrons to a electrophile in a polar bond forming reaction. From Preferably, the strong nucleophile is more nucleophilic than water at a physiological pH Examples of strong nucleophiles are thiols and amines

"Enlace insaturado conjugado", en el sentido en el que se utiliza generalmente en la presente, se refiere a la alternancia de múltiples enlaces carbono-carbono, carbono-heteroátomo o heteroátomo-heteroátomo con enlaces individuales, o la unión de un grupo funcional a una macromolécula, tal como por ejemplo, un polímero sintético o una proteína. Estos enlaces pueden experimentar reacciones de adición."Conjugated unsaturated bond", in the sense in which it is generally used herein, it refers to the alternation of multiple links carbon-carbon, carbon-heteroatom or heteroatom-heteroatom with individual bonds, or the binding of a functional group to a macromolecule, such as by example, a synthetic polymer or a protein. These links can experience addition reactions.

"Grupo insaturado conjugado", en el sentido en el que se utiliza generalmente en la presente, se refiere a una molécula o una región de una molécula, que contiene una alternancia de enlaces carbono-carbono, carbono-heteroátomo o heteroátomo-heteroátomo, con enlaces individuales, que tienen un enlace múltiple que puede experimentar reacciones de adición. Los ejemplos de grupos insaturados conjugados incluyen de manera enunciativa: vinilsulfonas, acrilatos, acrilamidas, quinonas, y vinilpiridinios, por ejemplo, 2- o 4-vinilpiridinio e itaconatos."Conjugated unsaturated group", in the sense  in which it is generally used herein, refers to a molecule or a region of a molecule, which contains an alternation of carbon-carbon bonds, carbon-heteroatom or heteroatom-heteroatom, with individual bonds, that have a multiple bond that can experience reactions of addition. Examples of conjugated unsaturated groups include enunciative way: vinyl sulfones, acrylates, acrylamides, quinones, and vinyl pyridiniums, for example, 2- or 4-vinylpyridinium and itaconatos.

"Moléculas precursoras sintéticas", en el sentido en el que se utiliza generalmente en la presente, se refiere a moléculas que no existen en la naturaleza."Synthetic precursor molecules", in the sense in which it is generally used herein, it refers to molecules that do not exist in nature.

"Componentes o polímeros precursores que se presentan en la naturaleza", en el sentido en el que se utiliza generalmente en la presente, se refiere a moléculas que se podrían encontrar en la naturaleza."Precursor components or polymers that are present in nature ", in the sense in which it is used generally herein, refers to molecules that could be Find in nature.

"Funcionalizar", en el sentido en el que se utiliza generalmente en la presente, se refiere a la modificación de una molécula de una manera que de por resultado en la unión de un grupo funcional o entidad. Por ejemplo, una molécula puede tener un grupo funcional mediante la introducción de una molécula que convierta a la molécula en un nucleófilo fuerte una insaturación conjugada. De preferencia, una molécula, por ejemplo PEG, se proporciona con un grupo funcional para que se convierta a un tiol, amina, acrilato, o quinona. Las proteínas, en particular, también se les puede integrar grupos funcionales eficazmente mediante la reducción parcial o completa de enlaces disulfuro para crear tioles libres."Functionalize", in the sense in which  generally used herein, refers to the modification of a molecule in a way that results in the union of a functional group or entity. For example, a molecule can have a functional group by introducing a molecule that turn the molecule into a strong nucleophile unsaturation conjugated Preferably, a molecule, for example PEG, is provides with a functional group to convert to a thiol, amine, acrylate, or quinone. Proteins, in particular, too they can integrate functional groups effectively through partial or complete reduction of disulfide bonds to create thiols free.

"Funcionalidad", en el sentido en el que se utiliza generalmente en la presente se refiere al número de sitios reactivos en una molécula."Functionality", in the sense in which  generally used herein refers to the number of sites Reagents in a molecule.

"Funcionalidad de los puntos de ramificación", en el sentido en el que se utiliza generalmente en la presente, se refiere al número de ramificaciones que se extienden desde un punto en la molécula."Functionality of the points of branching ", in the sense in which it is generally used herein, it refers to the number of branches that are extend from a point in the molecule.

"Sitio de adhesión o sitio de unión celular", en el sentido en el que se utiliza en generalmente en la presente, se refiere a una secuencia de péptidos a la cual se une una molécula, por ejemplo, un receptor estimulador de adhesión sobre la superficie de una célula. Los ejemplos de sitios de adhesión incluyen de manera enunciativa: la secuencia RGD proveniente de fibronectina, y la secuencia YIGSR (SEQ ID NO: 2) proveniente de laminina. De preferencia, los sitios de adhesión se incorporan en el biomaterial al incluir un dominio substrato que se pueda degradar con una matriz."Accession site or binding site cellular ", in the sense in which it is generally used in this refers to a sequence of peptides to which binds a molecule, for example, an adhesion stimulator receptor on the surface of a cell. Examples of sites from Adhesion include the following: the RGD sequence from fibronectin, and the YIGSR sequence (SEQ ID NO: 2) from laminin. Preferably, the adhesion sites are incorporated into the biomaterial by including a substrate domain that I can degrade with a matrix.

"Actividad biológica", en el sentido en el que se utiliza generalmente en la presente se refiere a eventos funcionales provocados por una proteína de interés. En algunas modalidades, esto incluye los eventos analizados al medir las interacciones de un polipéptido con otro polipéptido. También incluyen analizar el efecto que la proteína de interés tiene sobre el crecimiento, diferenciación, muerte, migración, adhesión, interacciones celulares con otras proteínas, la actividad enzimática, la fosforilación proteínica o la desfosforilación, transcripción o traducción."Biological activity", in the sense in the which is generally used herein refers to events functional caused by a protein of interest. In some modalities, this includes the events analyzed when measuring interactions of a polypeptide with another polypeptide. Too include analyzing the effect that the protein of interest has on growth, differentiation, death, migration, adhesion, cellular interactions with other proteins, activity Enzymatic, protein phosphorylation or dephosphorylation, transcription or translation

"Molécula biológica sensible" en el sentido en el que se utiliza generalmente en la presente, se refiere a una molécula que se encuentra en una célula, o en un cuerpo, o que se puede utilizar como un agente terapéutico para un célula o un cuerpo, que puede reaccionar con otras moléculas en su presencia. Los ejemplos de moléculas biológicas sensibles incluyen de manera enunciativa: péptidos, proteínas, ácidos nucleicos y fármacos. Se pueden producir biomateriales en presencia de materiales biológicos sensibles, sin afectar negativamente los materiales biológicos sensibles."Sensitive biological molecule" in the sense  in which it is generally used herein, refers to a molecule found in a cell, or in a body, or that is can use as a therapeutic agent for a cell or a body, which can react with other molecules in its presence. Examples of sensitive biological molecules include enunciative: peptides, proteins, nucleic acids and drugs. Be they can produce biomaterials in the presence of materials Biologically sensitive, without negatively affecting materials Biologically sensitive

"Regenerar", en el sentido en el que se utiliza generalmente en la presente, significa hacer crecer nuevamente una porción o la totalidad de algo, tal como por ejemplo, tejido duro, en particular huesos."Regenerate", in the sense in which generally used in the present, means to grow again a portion or all of something, such as by example, hard tissue, particularly bones.

"Multifuncional", en el sentido en el que se utiliza generalmente en la presente, se refiere a más de un grupo funcional electrofílico y/o nucleofílico por molécula (es decir, monómero, oligo y polímero)."Multifunctional", in the sense in which It is generally used herein, it refers to more than one electrophilic and / or nucleophilic functional group per molecule (it is say, monomer, oligo and polymer).

"Reacción auto-selectiva" en el sentido en que se utiliza generalmente en la presente, significa que el primer componente precursor de una composición reacciona mucho más rápido con el segundo componente precursor de la composición y viceversa que con otros compuestos presentes en una mezcla o en sitio de la reacción. En el sentido en el que se utiliza en la presente, el nucleófilo de preferencia se une a un electrófilo y un electrófilo de preferencia se une a un nucleófilo fuerte, en lugar de otros compuestos biológicos."Self-selective reaction" in the sense that it is generally used herein, means that the first precursor component of a composition reacts much faster with the second precursor component of the composition and vice versa than with other compounds present in a mixture or reaction site. In the sense in which it used herein, the nucleophile preferably binds to a electrophile and an electrophile preferably binds to a nucleophile strong, instead of other biological compounds.

"Degradación", en el sentido en el que se utiliza generalmente en la presente, significa la formación de enlaces covalentes. Sin embargo, también puede hacer referencia a la formación de enlaces. no covalentes, tales como por ejemplo, enlaces iónicos, o combinaciones de enlaces covalentes y no covalentes."Degradation", in the sense in which generally used herein, means the formation of covalent bonds However, you can also refer to Link formation non-covalent, such as, for example, ionic bonds, or combinations of covalent bonds and not covalent

"Red polimérica", en el sentido en el que se utiliza generalmente en la presente, significa el producto de un proceso en el cual prácticamente todos los monómeros, oligo o polímeros se unen mediante enlaces covalentes intermoleculares a través de sus grupos funcionales disponibles para producir una molécula grande."Polymeric network", in the sense in which is generally used herein, means the product of a process in which virtually all monomers, oligo or polymers are joined by intermolecular covalent bonds to through its functional groups available to produce a large molecule

"Fisiológico", en el sentido en el que se utiliza generalmente en la presente, significa las condiciones según se pueden encontrar en vertebrados vivientes. En particular, condiciones fisiológicas, se refiere a las condiciones en el cuerpo humano tales como por ejemplo, temperatura pH, etc. Temperaturas fisiológicas significa en particular una variación de temperatura entre 35°C hasta 42°C, de preferencia aproximadamente 37°C."Physiological", in the sense in which generally used herein, means the conditions as can be found in living vertebrates. In particular, physiological conditions, refers to the conditions in the body human such as for example, pH temperature, etc. Temperatures physiological means in particular a temperature variation between 35 ° C to 42 ° C, preferably approximately 37 ° C.

"Densidad de degradación", en el sentido en el que se utiliza generalmente en la presente se refiere al peso molecular promedio entre dos degradaciones (Me) de las moléculas respectivas."Density of degradation", in the sense in  the one generally used herein refers to the weight molecular average between two degradations (Me) of the molecules respective.

"Peso equivalente", en el sentido en el que se utiliza generalmente en la presente se refiere a mmol del grupo funcional/g de la sustancia."Equivalent weight", in the sense in which  generally used herein refers to mmol of the group Functional / g of the substance.

"Aumento de volumen", en el sentido en el que se utiliza generalmente en la presente se refiere al aumento de volumen y masa mediante la proporción de agua por parte del biomaterial. Los términos "absorción de agua" y "aumento de volumen" se utilizan indistintamente en toda esta solicitud."Increase in volume", in the sense in the which is generally used herein refers to the increase in volume and mass by the proportion of water by the biomaterial The terms "water absorption" and "increased volume "are used interchangeably throughout this application.

"Estado de equilibrio", en el sentido en el que se utiliza generalmente en la presente significa el estado en el cual un hidrogel no experimenta aumento o disminución de masa cuando se almacena bajo condiciones constantes en agua."State of equilibrium", in the sense in the which is generally used herein means the state in which a hydrogel does not experience increase or decrease in mass when stored under constant conditions in water.

I. Matrices y PTHI. Matrices and PTH A. Materiales para la matrizA. Matrix materials

La matriz se forma al degradar ionica, covalentemente, o mediante combinaciones de los mismos, las moléculas precursoras para una red polimérica o al aumentar de volumen uno o más materiales poliméricos, es decir, las matrices, para formar una red polimérica que tenga suficiente separación inter-polimérica para permitir el crecimiento interior o migración en la matriz de las células.The matrix is formed by degrading ionic, covalently, or by combinations thereof, the precursor molecules for a polymeric network or when increasing from volume one or more polymeric materials, that is, the matrices, to form a polymeric network that has sufficient separation inter-polymer to allow growth interior or migration in the matrix of the cells.

En una modalidad, la matriz se forma de proteínas, de preferencia proteínas presentes naturalmente en el paciente, dentro del cual la matriz será implantada. Una proteína matriz particularmente preferida es fibrina, aunque también se pueden utilizar las matrices elaboradas de otras proteínas, tales como por ejemplo, colágeno o gelatina. También se pueden utilizar polisacáridos y glucoproteínas para formar la matriz. También es posible utilizar polímeros sintéticos que se pueden degradar mediante aglutinación fónica o covalente.In one embodiment, the matrix is formed of proteins, preferably proteins naturally present in the patient, within which the matrix will be implanted. A protein Particularly preferred matrix is fibrin, although it is also they can use the elaborated matrices of other proteins, such such as collagen or gelatin. Can also be used polysaccharides and glycoproteins to form the matrix. It is also possible to use synthetic polymers that can be degraded by phonic or covalent agglutination.

Matrices de fibrinaFibrin matrices

La fibrina es un material natural que se ha reportado para diversas aplicaciones biomédicas. La fibrina se ha descrito como material para matrices de crecimiento interno celular en la patente de los Estados Unidos No. 6,331,422 de Hubbell et al. Los geles de fibrina se han utilizado como selladores debido a su capacidad de unirse a muchos tejidos y su función natural es la curación de heridas. Algunas aplicaciones específicas incluyen el uso como un sellador para la unión de injertos vasculares, la unión de válvulas cardíacas, la colocación de huesos en fracturas y reparación de tendones (Sierra, D.H., Journal of Biomaterials Applications, 7:309-352 (1993)). Adicionalmente, estos geles se han utilizado como dispositivos para suministro de fármacos, y para regeneración neuronal (Williams, et al., Journal of Comparative Neurobiology, 264:284-290 (1987)). Aunque la fibrina proporciona un soporte sólido para la regeneración de tejidos y el crecimiento interno celular, existen pocas secuencias activas en el monómero que mejoran directamente estos procesos.Fibrin is a natural material that has been reported for various biomedical applications. Fibrin has been described as a material for internal cell growth matrices in U.S. Patent No. 6,331,422 to Hubbell et al . Fibrin gels have been used as sealants due to their ability to bind to many tissues and their natural function is wound healing. Some specific applications include the use as a sealant for vascular graft attachment, cardiac valve attachment, fracture bone placement and tendon repair (Sierra, DH, Journal of Biomaterials Applications , 7 : 309-352 (1993) ). Additionally, these gels have been used as devices for drug delivery, and for neuronal regeneration (Williams, et al ., Journal of Comparative Neurobiology , 264 : 284-290 (1987)). Although fibrin provides a solid support for tissue regeneration and internal cell growth, there are few active sequences in the monomer that directly improve these processes.

También se ha caracterizado el proceso mediante el cual el fibrinógeno se polimeriza en el interior de la fibrina. Inicialmente, una proteasa escinde la molécula de fibrinógeno dimérico en dos sitios simétricos. Existe diversas proteasas posibles que pueden escindir el fibrinógeno, incluyendo trombina, reptilasa, y proteasa III, y cada una sirve a la proteína en un sitio diferente (Francis, et al., Blood Cells, 19:291-307, 1993). Una vez que el fibrinógeno se escinde, se presenta un paso de autopolimerización en el cual los monómeros de fibrinógeno se juntan y forman un gel de polímero degradado no covalentemente (Sierra, 1993). Este auto-ensamble sucede debido a que los sitios de unión se exponen después de que se presenta la escisión de la proteasa. Una vez que se exponen, estos sitios de unión en el centro de la molécula se pueden unir a otros sitios de las cadenas de fibrinógeno, que están presentes en los extremos de las cadenas peptídicas (Stryer, L. In Biochemistry, W.H. Freeman & Company, NY, 1975). De esta forma, se forma una red polimérica. El Factor XIIIa, una transglutaminasa activada a partir del Factor XIII mediante proteólisis de trombina, entonces puede degradar covalentemente la red polimérica. Existen otras transglutaminasas y también pueden estar implicadas en la degradación covalente y formación de injerto con la red de fibrina.The process by which the fibrinogen polymerizes inside the fibrin has also been characterized. Initially, a protease cleaves the dimeric fibrinogen molecule at two symmetric sites. There are several possible proteases that can cleave fibrinogen, including thrombin, reptilase, and protease III, and each serves the protein at a different site (Francis, et al ., Blood Cells , 19 : 291-307, 1993). Once the fibrinogen is cleaved, a self-polymerization step occurs in which the fibrinogen monomers come together and form a non-covalently degraded polymer gel (Sierra, 1993). This self-assembly occurs because the binding sites are exposed after protease cleavage occurs. Once exposed, these binding sites in the center of the molecule can bind to other sites of the fibrinogen chains, which are present at the ends of the peptide chains (Stryer, L. In Biochemistry , WH Freeman & Company , NY, 1975). In this way, a polymeric network is formed. Factor XIIIa, a transglutaminase activated from Factor XIII by thrombin proteolysis, can then covalently degrade the polymer network. Other transglutaminases exist and may also be involved in covalent degradation and graft formation with the fibrin network.

Una vez que se forma un gel de fibrina degradado, la posterior degradación se controla rigurosamente. Una de las moléculas clave para controlar la degradación de fibrina es el inhibidor \alpha2-plasmina (Aoki, N., Progress in Cardiovascular Disease, 21:267-286,1979). Esta molécula actúa al degradar a la cadena \alpha de fibrina a través de la acción del Factor XIIIa (Sakata, et al., Journal of Clinical Investigation, 65:290-297, 1980). Al unirse por sí misma al gel, se puede localizar una alta concentración del inhibidor con el gel. El inhibidor entonces actúa al evitar la unión del plasminógeno con fibrina (Aoki, et al.; Thrombosis and Haemostasis, 39:22-31, 1978) y al activar la plasmina (Aoki, 1979). El inhibidor \alpha2-plasmina contiene un substrato de glutamina. La secuencia exacta se ha identificado como NQEQVSPL (SEQ ID NO: 12), con la primera glutamina que será el aminoácido para la degradación.Once a degraded fibrin gel is formed, subsequent degradation is rigorously controlled. One of the key molecules to control fibrin degradation is the α2-plasmin inhibitor (Aoki, N., Progress in Cardiovascular Disease , 21 : 267-286, 1979). This molecule acts by degrading the fibrin α chain through the action of Factor XIIIa (Sakata, et al ., Journal of Clinical Investigation , 65 : 290-297, 1980). By binding itself to the gel, a high concentration of the inhibitor can be located with the gel. The inhibitor then acts by preventing the binding of plasminogen with fibrin (Aoki, et al .; Thrombosis and Haemostasis , 39 : 22-31, 1978) and by activating plasmin (Aoki, 1979). The α2-plasmin inhibitor contains a glutamine substrate. The exact sequence has been identified as NQEQVSPL (SEQ ID NO: 12), with the first glutamine that will be the amino acid for degradation.

Se ha demostrado que los péptidos bidominio, que contienen una secuencia de substrato del Factor XIIIa y una secuencia de péptido bioactivo, se pueden degradar en geles de fibrina y que este péptido bioactivo mantiene su actividad celular in vitro (Schense, J.C., et al. (1999) Bioconj. Chem. 10:75-81).It has been shown that two-domain peptides, which contain a Factor XIIIa substrate sequence and a bioactive peptide sequence, can be degraded into fibrin gels and that this bioactive peptide maintains its cellular activity in vitro (Schense, JC, et al . (1999) Bioconj. Chem. 10 : 75-81).

Matrices sintéticasSynthetic matrices

Las reacciones de degradación para la formación de matrices sintéticas para la aplicación en el cual se incluyen (i) la polimeración de radicales libres entre dos o más precursores que contienen dobles enlaces sin saturar, según se describe en Hern et al., J Biomed Mater. Res. 39:266-276 (1998), (ii) la reacción de substitución nucleofílica tal como por ejemplo, entre un precursor que incluye un grupo amina y un precursor que incluye un grupo succinimidilo según se expone en la patente de los Estados Unidos No. 5,874,500 de Rhee et al., (iii) las reacciones de condensación y adición y (iv) la reacción de adición tipo Michael entre un nucleófilo fuerte y un grupo insaturado conjugado o enlace (como un electrófilo fuerte). En particular se prefiere la reacción entre una molécula precursora que tenga un grupo tiol o amina como el grupo nucleofílico y las moléculas precursoras que incluyen grupos acrilato o vinilsulfona como grupos electrofilicos. El grupo tiol es el más preferido como el grupo nucleofílico. Las reacciones de adición tipo Michael se describen en la WO 00/44808 de Hubbell et al., el contenido de la misma se incorpora en la presente como referencia. Las reacciones de adición tipo Michael permiten la degradación in situ de al menos un primero y un segundo componente precursor bajo condiciones fisiológicas de una forma autoselectiva, incluso en presencia de materiales biológicos sensibles. Cuando uno de los componentes precursores tiene un grupo funcional de al menos dos, y al menos uno de los otros componentes precursores tiene un grupo funcional mayor a dos, el sistema reaccionará autoselectivamente para formar un biomaterial tridimensional degradado.Degradation reactions for the formation of synthetic matrices for the application in which (i) the free radical polymerization between two or more precursors containing unsaturated double bonds is included, as described in Hern et al ., J Biomed Mater . Res. 39 : 266-276 (1998), (ii) the nucleophilic substitution reaction such as, for example, between a precursor that includes an amine group and a precursor that includes a succinimidyl group as set forth in US Pat. No. 5,874,500 of Rhee et al ., (Iii) the condensation and addition reactions and (iv) the Michael-type addition reaction between a strong nucleophile and a conjugated unsaturated group or bond (such as a strong electrophile). Particularly preferred is the reaction between a precursor molecule having a thiol or amine group as the nucleophilic group and the precursor molecules that include acrylate or vinylsulfone groups as electrophilic groups. The thiol group is most preferred as the nucleophilic group. Michael type addition reactions are described in WO 00/44808 by Hubbell et al ., The content thereof is incorporated herein by reference. Michael-type addition reactions allow the in situ degradation of at least a first and a second precursor component under physiological conditions in a self-selective manner, even in the presence of sensitive biological materials. When one of the precursor components has a functional group of at least two, and at least one of the other precursor components has a functional group greater than two, the system will react autoselectively to form a degraded three-dimensional biomaterial.

De preferencia, los grupos insaturados conjugados o enlaces insaturados conjugados son acrilatos, vinilsulfonas, metacrilatos, acrilamidas, metacrilamidas, acrilonitrilos, vinilsulfonas, 2- o 4-vinilpiridinio, maleimidas, o quinonas.Preferably, unsaturated groups conjugates or conjugated unsaturated bonds are acrylates, vinyl sulfones, methacrylates, acrylamides, methacrylamides, acrylonitriles, vinyl sulfones, 2- or 4-vinylpyridinium, maleimides, or quinones.

Los grupos nucleofilicos de preferencia son grupos tiol, grupos amino, o grupos hidróxilo. Los grupos tiol son prácticamente más reactivos que los grupos amina sin protonar. Como se estableció anteriormente, el pH es importante en esta consideración: el tiol desprotonado es prácticamente más reactivo que el tiol protonado. Por lo tanto, las reacciones de adición que incluyen una insaturación conjugada, tal como por ejemplo, un acrilato o una quinona, con un tiol para convertir dos componentes precursores en una matriz con frecuencia se llevarán a cabo mejor más rápidamente y auto-selectivamente a un pH de aproximadamente 8. En el pH de aproximadamente 8, la mayoría de los tioles de interés se desprotonan (y de esta forma son más reactivos) y la mayoría de las aminas de interés todavía se protonan (y de esta forma son menos reactivas). Cuando se utiliza un tiol como la primera molécula precursora, es bastante conveniente una estructura de conjugado que sea selectiva en su reactividad para el tiol con relación a las aminas.The preferred nucleophilic groups are thiol groups, amino groups, or hydroxyl groups. The thiol groups are practically more reactive than unprocessed amine groups. How was established above, the pH is important in this consideration: the deprotonated thiol is practically more reactive than the protonated thiol. Therefore, the addition reactions that include a conjugated unsaturation, such as, for example, a acrylate or a quinone, with a thiol to convert two components precursors in a matrix will often be carried out better more quickly and self-selectively at a pH of about 8. At the pH of about 8, most of the  thiols of interest are deprived (and in this way are more reagents) and most of the amines of interest are still proton (and thus are less reactive). When it's used a thiol as the first precursor molecule, is quite convenient a conjugate structure that is selective in its reactivity for thiol in relation to amines.

La primera y segunda moléculas precursoras adecuadas incluyen proteínas, péptidos, polioxialquilenos, poli(alcohol vinílico), poli(alcohol etilen-co-vinílico), poli(ácido acrílico), poli(ácido etilen-co-acrílico), poli(etiloxazolina), poli(vinilpirrolidona), poli(etilen-co-vinilpirrolidona), poli(ácido maleico), poli(ácido etilen-co-maleico), poli(acrilamida), y copolímeros en bloque de poli(óxido de etileno)-co-poli(óxido de propileno). Una molécula precursora particularmente preferidas polietilenglicol.The first and second precursor molecules Suitable include proteins, peptides, polyoxyalkylenes, poly (vinyl alcohol), poly (alcohol ethylene-co-vinyl), poly (acid acrylic), poly (acid ethylene-co-acrylic), poly (ethylxazoline), poly (vinyl pyrrolidone), poly (ethylene-co-vinyl pyrrolidone), poly (maleic acid), poly (acid ethylene-co-maleic), poly (acrylamide), and block copolymers of poly (oxide of ethylene) -co-poly (oxide of propylene) A particularly preferred precursor molecule polyethylene glycol

El polietilenglicol (PEG, por sus siglas en inglés) proporciona un bloque constitutivo, conveniente. Los PEG lineales (lo que significa con dos extremos) o ramificados (lo que significa más de dos extremos) se pueden adquirir o sintetizar fácilmente y luego agregar grupos funcionales a los grupos extremo de PEG, para introducir cualquier nucleófilo fuerte, tal como por ejemplo, un tiol, o una estructura conjugada, tal como por ejemplo, un acrilato o una vinilsulfona. Cuando estos componentes se mezclan ya sea entre sí o con un componente correspondiente en un entorno ligeramente básico, se formará una matriz mediante la reacción entre el primero y segundo componente precursor. Un componente PEG se puede hacer reaccionar con un componente sin PEG, y el peso molecular o hidrofilicidad de cualquier componente se puede controlar para manipular las características mecánicas, la permeabilidad, y el contenido de agua del biomaterial resultante.Polyethylene Glycol (PEG) English) provides a constitutive, convenient block. PEG linear (meaning with two ends) or branched (what means more than two extremes) can be acquired or synthesized easily and then add functional groups to the extreme groups of PEG, to introduce any strong nucleophile, such as by for example, a thiol, or a conjugated structure, such as, for example, an acrylate or a vinyl sulfone. When these components are mixed either with each other or with a corresponding component in an environment slightly basic, a matrix will be formed by the reaction between the first and second precursor component. A PEG component it can be reacted with a component without PEG, and the weight molecular or hydrophilicity of any component can be control to manipulate the mechanical characteristics, the permeability, and the water content of the biomaterial resulting.

Estos materiales en general son útiles en implantes médicos, según se describirá con mayor detalle más delante. En la formación de matrices, en especial las matrices que se desean para degradar in vivo, péptidos, proporcionan un bloque constitutivo muy conveniente. Es sencillo sintetizar péptidos que contengan dos o más residuos cisteina, y este componente entonces puede servir fácilmente como el primer componente precursor con los grupos nucleofílicos. Por ejemplo, un péptido con dos residuos de cisteina libre formarán fácilmente una matriz cuando se mezcla con un PEG tri-vinilsulfona (un PEG que tiene tres ramificaciones con vinilsulfonas en cada una de sus ramificaciones) a un pH fisiológico o ligeramente superior (por ejemplo, 8 hasta 9). La gelificación también, puede proseguir bien a un pH incluso superior, aunque con la pérdida potencial de auto-selectividad. Cuando los dos componentes precursores líquidos se mezclan juntos como los mismos reaccionan durante un periodo de unos cuantos minutos para formar un gel elástico, que consiste de una red de cadenas de PEG, que portan los nodos de la red, con los péptidos como enlaces conectores. Los péptidos se pueden seleccionar como substratos de proteasa, con el fin de hacer que la red sea capaz de ser infiltrada y degradada por las células, como se hace en una red con base de proteínas, tal como por ejemplo, en una matriz de fibrina. De preferencia, las secuencias en los dominios son substratos para enzimas que están implicadas en la migración celular (por ejemplo, como substratos para enzimas tales como por ejemplo, colagenaza, plasmina, metaloproteinaza (MMP) o elastasas), aunque los dominios adecuados no estarán limitados a esta secuencia. Una secuencia particularmente útil es un substrato para la plasmina enzimática (véanse los Ejemplos). Las características de degradación de los geles se pueden manipular al cambiarlos del péptido que sirve como los nodos degradantes. Se puede producir un gel que sea degradable por colagenaza, pero no por plasmina, o por plasmina pero no por colagenaza. Además, es posible hacer que el gel se degrade más rápido o más lento en respuesta a esta enzima, simplemente al cambiar la secuencia de aminoácidos para alterar el K_{m} o K_{cat}, o ambos, de la reacción enzimática. De esta forma se puede elaborar un biomaterial que sea biomimético, y que sea capaz de ser remodelado mediante las características de remodelación normales de las células. Por ejemplo, este estudio muestra los sitios de substrato para la proteasa plasmina importante. La gelificación del PEG con el péptido es auto-selectiva.These materials in general are useful in medical implants, as will be described in greater detail below. In matrix formation, especially the matrices that are desired to degrade in vivo , peptides, provide a very convenient constitutive block. It is simple to synthesize peptides containing two or more cysteine residues, and this component can then easily serve as the first precursor component with the nucleophilic groups. For example, a peptide with two free cysteine residues will easily form a matrix when mixed with a PEG tri-vinyl sulfone (a PEG having three branches with vinyl sulfones in each of its branches) at a physiological or slightly higher pH (for example , 8 to 9). Gelification can also proceed well at an even higher pH, although with the potential loss of self-selectivity. When the two liquid precursor components are mixed together as they react for a period of a few minutes to form an elastic gel, which consists of a network of PEG chains, which carry the nodes of the network, with the peptides as connecting links . Peptides can be selected as protease substrates, in order to make the network capable of being infiltrated and degraded by cells, as is done in a protein-based network, such as, for example, in a fibrin matrix . Preferably, the sequences in the domains are substrates for enzymes that are involved in cell migration (for example, as substrates for enzymes such as, for example, colagenaza, plasmin, metalloproteinase (MMP) or elastases), although suitable domains will not be limited to this sequence. A particularly useful sequence is a substrate for enzymatic plasmin (see Examples). The degradation characteristics of the gels can be manipulated by changing them from the peptide that serves as the degrading nodes. A gel can be produced that is degradable by collagenaza, but not by plasmin, or by plasmin but not by collagenaza. In addition, it is possible to cause the gel to degrade faster or slower in response to this enzyme, simply by changing the amino acid sequence to alter the K m or K cat, or both, of the enzymatic reaction. In this way a biomaterial that is biomimetic, and that is capable of being remodeled by the normal remodeling characteristics of the cells can be made. For example, this study shows the substrate sites for the important plasmin protease. The gelation of the PEG with the peptide is self-selective.

Opcionalmente, se pueden incorporar agentes biofuncionales en la matriz para proporcionar enlazamiento químico con otras especies (por ejemplo, una superficie de tejido). Tener substratos de proteasa incorporados en la matriz es importante cuando se forma la matriz a partir de PEG vinilsulfona. Aparte de las matrices formadas a partir de la reacción de los PEG acrilatos y los PEG tioles, las matrices formadas a partir de PEG vinilsulfonas y PEG tioles no contienen enlaces degradables hidrolíticamente. Por lo tanto, la incorporación de substratos de proteasa permite que la matriz se degrade en el cuerpo.Optionally, agents can be incorporated biofunctional in the matrix to provide chemical bonding with other species (for example, a tissue surface). To have protease substrates incorporated in the matrix is important when the matrix is formed from PEG vinyl sulfone. Apart from matrices formed from the reaction of PEG acrylates and the PEG thiols, the matrices formed from PEG Vinyl sulfones and PEG thiols do not contain degradable bonds hydrolytically Therefore, the incorporation of substrates from Protease allows the matrix to degrade in the body.

Las matrices sintéticas son operacionalmente simples de formar. Se mezclan dos precursores líquidos, un precursor contiene una molécula precursora con grupos nucleofílicos y la otra molécula precursora contiene los grupos electrofílicos. Como el solvente puede servir solución salina fisiológica. Se genera calor mínimo por la reacción. Por lo tanto, la gelificación se lleva a cabo in vivo o in vitro, en contacto directo con el tejido, sin toxicidad perjudicial. De esta forma, se pueden utilizar polímeros distintos a PEG, ya sea modificados telehelicoidalmente o modificados en sus grupos laterales.Synthetic matrices are operationally simple to form. Two liquid precursors are mixed, one precursor contains a precursor molecule with nucleophilic groups and the other precursor molecule contains the electrophilic groups. As the solvent can serve physiological saline. Minimum heat is generated by the reaction. Therefore, gelation is carried out in vivo or in vitro , in direct contact with the tissue, without harmful toxicity. In this way, polymers other than PEG can be used, either telehelicidal modified or modified in their side groups.

Para la mayoría de indicaciones de salud, el índice de crecimiento interno celular o migración de las células en la matriz en combinación con una velocidad de degradación adaptada de la matriz es decisivo para la respuesta de curación total. El potencial de las matrices hidrolíticamente no degradables que serán invadidas por las células es principalmente una función de la densidad reticular. Si el espacio existente entre los puntos de ramificación o nodos es demasiado pequeño con relación al tamaño de las células o si el índice de degradación de la matriz, que da por resultado en la creación de más espacio dentro de la matriz, es muy lento, se observará una respuesta de curación muy limitada. Las matrices de curación encontradas en la naturaleza, como por ejemplo, las matrices de fibrina, que se forman como una respuesta al daño en el cuerpo se sabe que consisten de una red muy separada que se puede invadir muy fácilmente por células. La infiltración se promueve por ligandos para la adhesión celular que son una parte integrada de la red de fibrina.For most health indications, the internal cell growth rate or cell migration in the matrix in combination with an adapted degradation rate of the matrix is decisive for the total healing response. He potential of hydrolytically nondegradable matrices that will be invaded by cells is primarily a function of the reticular density If the space between the points of branching or nodes is too small in relation to the size of the cells or if the matrix degradation rate, which gives result in the creation of more space within the matrix, it is very  Slow, a very limited healing response will be observed. The healing matrices found in nature, as per example, fibrin matrices, which are formed as a response damage to the body is known to consist of a very separate network which can be invaded very easily by cells. Infiltration is promotes by ligands for cell adhesion that are a part integrated fibrin network.

Las matrices elaboradas a partir de moléculas precursoras hidrofílicas sintéticas, similares a polietilenglicol, aumentan de volumen en un entorno acuoso después de la formación de la red polimérica. Con el fin de alcanzar un tiempo de gelificación suficientemente corto (entre 3 hasta 10 minutos a un pH entre 7 hasta 8 y a una temperatura en una variación de 36 hasta 38°C) y una reacción cuantitativa durante la formación in situ de la matriz en el cuerpo, la concentración inicial de las moléculas precursoras debe ser suficientemente alta. Bajo estas condiciones, se podría llevar a cabo el aumento de volumen después de la formación de la red, y las concentraciones iniciales necesarias podrían, conducir a matrices demasiado densas para la infiltración celular cuando la matriz no es degradable en un entorno acuoso. De esta forma, el aumento de volumen de la red polimérica es importante para alargar y aumentar el espacio entre los puntos de ramificación.Matrices made from synthetic hydrophilic precursor molecules, similar to polyethylene glycol, increase in volume in an aqueous environment after the formation of the polymer network. In order to achieve a sufficiently short gelation time (between 3 to 10 minutes at a pH between 7 to 8 and at a temperature in a variation of 36 to 38 ° C) and a quantitative reaction during the in situ formation of the matrix in In the body, the initial concentration of the precursor molecules must be sufficiently high. Under these conditions, the increase in volume could be carried out after the formation of the network, and the necessary initial concentrations could lead to matrices that are too dense for cell infiltration when the matrix is not degradable in an aqueous environment. In this way, increasing the volume of the polymeric network is important to lengthen and increase the space between the branching points.

Independientemente de la concentración inicial de las moléculas precursoras, los hidrogeles producidos a partir de las mismas moléculas precursoras sintéticas, tales como por ejemplo, una PEG vinilsulfona de cuatro ramificaciones y un péptido con grupos SH, aumentarán de volumen al mismo contenido de agua en el estado de equilibrio. Esto significa que entre mayor sea la concentración inicial de las moléculas precursoras, mayor será el volumen final del hidrogel cuando este alcance su estado de equilibrio. Si el espacio disponible en el cuerpo es demasiado pequeño para permitir un aumento de volumen suficiente y en particular si el enlace formado a partir de los componentes precursores no es hidrolíticamente degradable, el índice de infiltración celular y la respuesta de curación disminuirán. Como consecuencia, se debe encontrar el óptimo entre los dos requerimientos contradictorios para la aplicación en el cuerpo. Se han observado buena infiltración celular y posteriores respuestas de curación con una red polimérica tridimensional formada a partir de la reacción de un polímero ramificado trifuncional con al menos tres ramificaciones prácticamente similares en peso molecular y una segunda molécula precursora que es al menos una molécula bifuncional. El índice de peso equivalente de los grupos funcionales de la primera y segunda moléculas precursoras está entre 0.9 y 1.1. Los pesos moleculares de las ramificaciones de la primera molécula precursora, el peso molecular de la segunda molécula precursora y la funcionalidad de los puntos de ramificación se seleccionan de tal forma que el contenido de agua de la red polimérica resultante esté entre el % en peso de equilibrio y 92% en peso del peso total de la red polimérica después de terminar la absorción de agua. De preferencia, el contenido de agua está entre 93 y 95% en peso del peso total de la red polimérica y el agua después de completar la absorción de agua. El término de la absorción de agua se puede alcanzar ya sea cuando la concentración de equilibrio se alcanza o cuando el espacio disponible en el biomaterial no permite un aumento de volumen adicional. Por lo tanto se prefiere que la selección de las concentraciones iniciales de los componentes precursores sea tan baja como sea posible. Esto es verdadero para todas las matrices que pueden aumentar de volumen aunque en particular para aquellas matrices que experimentan una degradación suministrada por células que no contienen enlaces hidrolíticamente degradables en la red polimérica.Regardless of the initial concentration of the precursor molecules, the hydrogels produced from the same synthetic precursor molecules, such as by example, a four-branched PEG vinylsulfone and a peptide with SH groups, will increase in volume to the same content of water in the state of equilibrium. This means that the older you are The initial concentration of the precursor molecules, the greater will be the final volume of the hydrogel when it reaches its state of Balance. If the available space in the body is too much small to allow a sufficient volume increase and in particular if the link formed from the components precursors is not hydrolytically degradable, the index of Cell infiltration and healing response will decrease. How consequently, the optimum between the two must be found contradictory requirements for application in the body. Be have observed good cell infiltration and subsequent responses of healing with a three-dimensional polymer network formed from of the reaction of a branched trifunctional polymer with at least three practically similar ramifications in molecular weight and one second precursor molecule that is at least one molecule bifunctional The equivalent weight index of the groups functional of the first and second precursor molecules is between  0.9 and 1.1. The molecular weights of the ramifications of the first precursor molecule, the molecular weight of the second precursor molecule and the functionality of the points of branching are selected such that the water content of the resulting polymer network is between the% by weight of balance and 92% by weight of the total weight of the polymer network After finishing the water absorption. Preferably, the Water content is between 93 and 95% by weight of the total weight of the Polymeric network and water after completing water absorption. The water absorption term can be reached either when equilibrium concentration is reached or when space available in the biomaterial does not allow an increase in volume additional. Therefore it is preferred that the selection of initial concentrations of the precursor components be so as low as possible This is true for all matrices. which may increase in volume although in particular for those matrices that undergo a degradation supplied by cells that do not contain hydrolytically degradable links in the network polymeric

El equilibrio entre el tiempo de gelificación y la baja concentración de inicio en particular para los geles hidrolíticamente no degradables se debe optimizar con base en la estructura de las moléculas precursoras. En particular, el peso molecular de las ramificaciones de la primera molécula precursora, el peso molecular de la segunda molécula precursora y el grado de ramificación, es decir, la funcionalidad de los puntos de ramificación, se debe ajustar por consiguiente. El mecanismo de reacción real tiene una influencia menor sobre esta interacción.The balance between gelation time and the low start concentration in particular for gels Hydrolytically non-degradable should be optimized based on the structure of the precursor molecules. In particular, the weight molecular branches of the first precursor molecule, the molecular weight of the second precursor molecule and the degree of branching, that is, the functionality of the points of branching, should be adjusted accordingly. The mechanism of Actual reaction has a minor influence on this interaction.

Esta primera molécula precursora es un polímero de tres o cuatro ramificaciones con un grupo funcional en el extremo de cada ramificación y la segunda molécula precursora es una molécula bifuncional lineal, de preferencia, un péptido que contiene al menos dos grupos cisteina, entonces el peso molecular de las ramificaciones de la primera molécula precursora y el peso molecular de la segunda molécula precursora de preferencia se seleccionan de tal forma que los enlaces entre los puntos de ramificación después de la formación de la red tengan un peso molecular en el intervalo entre 10 hasta 13 kD (bajo las condiciones en que los enlaces son lineales, no ramificados), de preferencia entre 11 y 12 kD. Esto permite una concentración inicial de la suma de la primera y segunda moléculas precursoras en el intervalo entre 8 hasta 12% en peso, de preferencia entre 9 y 10% en peso del peso total de la primera y segunda molécula precursora en solución (antes de la formación de la red). En caso de que el grado de ramificación del primer componente precursor aumente a ocho y la segunda molécula precursora todavía sea una molécula bifuncional lineal, el peso molecular de los enlaces entre los puntos de ramificación de preferencia aumenta a un peso molecular entre 18 hasta 24 kDa. En caso de que el grado de ramificación de la segunda molécula precursora aumente del lineal a un componente precursor de tres o cuatro ramificaciones, el peso molecular, es decir, la longitud de los enlaces por consiguiente aumentará. En una modalidad preferida de la presente invención, una composición se selecciona para que incluya como la primera molécula precursora un polímero 15 kD, de tres ramificaciones trifuncional, es decir, cada ramificación que tenga un peso molecular de 5 kD y como la segunda molécula precursora, una molécula lineal bifuncional de un peso molecular en el intervalo entre 0.5 hasta 1.5 kD, incluso de mayor preferencia aproximadamente 1 kD. De preferencia, el primero y el segundo componente precursor es un polietilenglicol.This first precursor molecule is a polymer of three or four branches with a functional group in the end of each branch and the second precursor molecule is a linear bifunctional molecule, preferably, a peptide that it contains at least two cysteine groups, then the molecular weight of the ramifications of the first precursor molecule and the weight molecular of the second precursor molecule of preference is selected in such a way that the links between the points of branch after network formation have a weight molecular in the range between 10 to 13 kD (under the conditions under which the links are linear, not branched), of preference between 11 and 12 kD. This allows a concentration initial of the sum of the first and second precursor molecules in the range between 8 to 12% by weight, preferably between 9 and 10% by weight of the total weight of the first and second molecules precursor in solution (before the formation of the network). In case of that the degree of branching of the first precursor component increase to eight and the second precursor molecule is still a linear bifunctional molecule, the molecular weight of the bonds between branching points preferably increases to a weight molecular between 18 to 24 kDa. In case the degree of branching of the second precursor molecule increases from linear to a precursor component of three or four branches, the weight molecular, that is, the length of the bonds accordingly will increase. In a preferred embodiment of the present invention, a composition is selected to include as the first precursor molecule a polymer 15 kD, with three branches trifunctional, that is, each branch that has a weight 5 kD molecular and as the second precursor molecule, a bifunctional linear molecule of a molecular weight in the range between 0.5 to 1.5 kD, even more preferably approximately 1 kD Preferably, the first and second precursor component It is a polyethylene glycol.

En una modalidad preferida, el primer componente precursor incluye como grupos funcionales los grupos o enlaces insaturados conjugados, se prefiere en mayor medida un acrilato o una vinilsulfona y los grupos funcionales de la segunda molécula precursora incluyen un grupo nucleofílico, de preferencia, un grupo tiol o amino. En otra modalidad preferida de la presente invención, la primera molécula precursora es un polímero 20 kD de cuatro ramificaciones (cada ramificación tiene un peso molecular de 5k Da) que tiene grupos funcionales en el término de cada ramificación y la segunda molécula precursora es una molécula lineal bifuncional de un peso molecular en el intervalo entre 1 hasta 3 kD, de preferencia entre 1.5 y 2 kD. De preferencia, la primera molécula precursora es un polietilenglicol que tiene grupos vinilsulfona y la segunda molécula precursora es un péptido que tiene grupos cisteina. En ambas modalidades preferidas, la concentración inicial de la suma de la primera y segunda molécula precursora varía de 8 hasta 11% en peso, de preferencia entre 9 y 10% en peso del peso total de la primera y segunda molécula precursora y agua (antes de la formación de la red polimérica), de preferencia entre 5 y 8% en peso hasta alcanzar un tiempo de gelificación menor de 10 minutos. Estas composiciones tienen un tiempo de gelificación a pH 8.0 y 37°C de aproximadamente 3-10 minutos después del mezclado.In a preferred embodiment, the first precursor component includes as functional groups the groups or conjugated unsaturated bonds, a acrylate or a vinyl sulfone and the functional groups of the second precursor molecule include a nucleophilic group, preferably, a thiol or amino group. In another preferred embodiment of the present invention, the first precursor molecule is a 20 kD polymer of four branches (each branch has a molecular weight of 5k Da) which has functional groups at the end of each branching and the second precursor molecule is a molecule bifunctional linear of a molecular weight in the interval between 1 up to 3 kD, preferably between 1.5 and 2 kD. Preferably, the first precursor molecule is a polyethylene glycol that has groups vinyl sulfone and the second precursor molecule is a peptide that It has cysteine groups. In both preferred modes, the initial concentration of the sum of the first and second molecules precursor varies from 8 to 11% by weight, preferably between 9 and 10% by weight of the total weight of the first and second molecules precursor and water (before the formation of the polymer network), of preference between 5 and 8% by weight until reaching a time of gelation less than 10 minutes. These compositions have a gelation time at pH 8.0 and 37 ° C of approximately 3-10 minutes after mixing.

Cuando la matriz contiene enlaces hidrolíticamente degradables, formados, por ejemplo, por la reacción preferida entre acrilatos y tioles, la densidad reticular con respecto a la infiltración celular es especialmente importante en el inicio, aunque en un entorno acuoso, los enlaces se hicrolizarán y la red se separará, para permitir la infiltración celular. Con un aumento en el grado de ramificación total de la red polimérica, el peso molecular de los entrelazamientos, es decir, la longitud de los enlaces debe aumentar.When the matrix contains links hydrolytically degradable, formed, for example, by the Preferred reaction between acrylates and thiols, lattice density regarding cell infiltration is especially important in the beginning, although in an aqueous environment, the links are they will roll and the network will separate, to allow infiltration mobile. With an increase in the degree of total network branching polymeric, the molecular weight of the entanglements, that is, the  Link length should increase.

B. Sitios de unión celularB. Cell binding sites

Las células interactúan con su entorno a través de las interacciones proteína-proteína. Proteína-oligosacárido y proteína-polisacárido en la superficie celular. Las proteínas de matriz extracelular proporcionan un hospedero de señales bioactivas a la célula. Esta red densa se requiere para soportar las células, y se ha mostrado que muchas proteínas en la matriz controlan la adhesión, dispersión, migración y diferenciación celular (Carey, Annual Review of Physiology, 53:161-177, 1991). Algunas de las proteínas específicas que han mostrado ser particularmente activas incluyen laminina, vitronectina, fibronectina, fibrina, fibrinóngeno y colágeno (Lander, Journal of Trends in Neurological Science, 12:189-195, 1989). Se han conducido muchos estudios de laminina, y se ha mostrado que la laminina desempeña una función vital en el desarrollo y regeneración de los medios in vivo y células nerviosas in vitro (Williams, Neurochemical Research, 12:851-869, 1987), así como también en angiogénesis.Cells interact with their environment through protein-protein interactions. Protein-oligosaccharide and protein-polysaccharide on the cell surface. Extracellular matrix proteins provide a host of bioactive signals to the cell. This dense network is required to support the cells, and many proteins in the matrix have been shown to control cell adhesion, dispersion, migration and differentiation (Carey, Annual Review of Physiology , 53 : 161-177, 1991). Some of the specific proteins that have been shown to be particularly active include laminin, vitronectin, fibronectin, fibrin, fibrinogen and collagen (Lander, Journal of Trends in Neurological Science , 12 : 189-195, 1989). Many studies of laminin have been conducted, and laminin has been shown to play a vital role in the development and regeneration of in vivo media and nerve cells in vitro (Williams, Neurochemical Research , 12 : 851-869, 1987), thus as also in angiogenesis.

Se han identificado algunas de las secuencias específicas que interactúan directamente con receptores celulares y provocan ya sea adhesión, dispersión o transducción de señal.Some of the sequences have been identified specific ones that interact directly with cell receptors and they cause either adhesion, dispersion or signal transduction.

Se ha mostrado que la laminina, una proteína de multidomino grande (Martin, Annual Review of Cellular Biology, 3:57-85, 1987), consiste de tres cadenas con diversos dominios de unión con receptores. Estos dominios de unión con receptores incluyen la secuencia YIGSR (SEQ ID NO: 2) de la cadena de laminina B1 (Graf, et al., Cell, 48:989-99E, 1987; Kleinman, et al., Archives of Biochemistry and Biophysics, 272:39-45, 1989; y Massia, et al, J: of Biol. Chem., 268:8053-8059, 1993), LRGDN (SEQ ID NO: 3) de la cadena de laminina A (Ignatius, et al., J: of Cell Biology, 111:709-720, 1990) y PDGSR (SEQ ID NO: 4) de la cadena de laminina B1 (Kleinman, et al., 1989). También se han identificado otras diversas secuencias de reconocimiento. Estas incluyen IKVAV (SEQ ID NO: 5) de la cadena de lamina A (Tashiro, et al., J; of Biol. Chem., 264:16174-16182, 1989) y la secuencia RNIAEIIKDI (SEQ ID NO: 6) de la cadena de laminina B2 (Liesi, et al., FEBS Letters, 244:141-148, 1989). Con frecuencia también se han identificado los receptores que se unen a estas secuencias específicas. Un subconjunto de receptores celulares que ha mostrado ser responsable de la mayoría de la unión es la superfamilia de integrina (Rouslahti, E., J. of Clin. Investigation, 87:1-5, 1991). Las integrinas son heterodimeros proteínicos que constan de sub-unidades \alpha y \beta. Un trabajo anterior ha mostrado que el tripéptido RGD se une a diversas integrinas \beta1 y \beta3 (Hynes, R. O., Cell, 69:1-25, 1992; Yamada, K.M., J; of Biol. Chem., 266:12809-12812, 1991), IKVAV (SEQ ID NO: 5) se une a un receptor 110 kDa (Tashiro, et al., J of Biol. Chem., 264:16174-16182, 1989); Luckenbill-Edds, et al., Cell Tissue Research, 279:371-377,1995), YIGSR (SEQ ID NO: 2) se une a un receptor 67 kDa (Graf, et al., 1987) y DGEA (SEQ ID NO: 7), una secuencia de colágeno, se une a la integrina \alpha_{2},\beta_{1} (Zutter & Santaro, Amer. J. of Patholody, 137:113-120, 1990). El receptor para la secuencia RNIAEIIKDI (SEQ ID NO: 6) no se ha reportado.It has been shown that laminin, a large multidomain protein (Martin, Annual Review of Cellular Biology , 3 : 57-85, 1987), consists of three chains with various receptor binding domains. These receptor binding domains include the YIGSR sequence (SEQ ID NO: 2) of the B1 laminin chain (Graf, et al ., Cell , 48 : 989-99E, 1987; Kleinman, et al ., Archives of Biochemistry and Biophysics , 272 : 39-45, 1989; and Massia, et al , J: of Biol. Chem. , 268 : 8053-8059, 1993), LRGDN (SEQ ID NO: 3) of the laminin A chain (Ignatius, et al ., J: of Cell Biology , 111 : 709-720, 1990) and PDGSR (SEQ ID NO: 4) of the B1 laminin chain (Kleinman, et al ., 1989). Various other recognition sequences have also been identified. These include IKVAV (SEQ ID NO: 5) of the lamina A chain (Tashiro, et al ., J; of Biol. Chem. , 264 : 16174-16182, 1989) and the RNIAEIIKDI sequence (SEQ ID NO: 6) of the B2 laminin chain (Liesi, et al ., FEBS Letters , 244 : 141-148, 1989). Frequently, receptors that bind to these specific sequences have also been identified. A subset of cellular receptors that has been shown to be responsible for the majority of the union is the integrin superfamily (Rouslahti, E., J. of Clin. Investigation , 87 : 1-5, 1991). Integrins are protein heterodimers consisting of α and β sub-units. Previous work has shown that the RGD tripeptide binds to various β1 and β3 integrins (Hynes, RO, Cell , 69 : 1-25, 1992; Yamada, KM, J; of Biol. Chem. , 266 : 12809- 12812, 1991), IKVAV (SEQ ID NO: 5) binds to a 110 kDa receptor (Tashiro, et al ., J of Biol. Chem. , 264 : 16174-16182, 1989); Luckenbill-Edds, et al ., Cell Tissue Research , 279 : 371-377,1995), YIGSR (SEQ ID NO: 2) binds to a 67 kDa receptor (Graf, et al ., 1987) and DGEA (SEQ ID NO: 7), a collagen sequence, binds to integrin? 2,? 1 (Zutter & Santaro, Amer. J. of Patholody , 137: 113-120, 1990). The receptor for the RNIAEIIKDI sequence (SEQ ID NO: 6) has not been reported.

En una modalidad preferida adicional, se incorporan sitios peptídicos para la adhesión celular en la matriz, a saber los péptidos que se unen a los receptores para estimular la adhesión sobre las superficies de las células en los biomateriales de la presente invención. Estos péptidos para estimular la adhesión se pueden seleccionar del grupo según se describió anteriormente. En particular se prefieren la secuencia RGD proveniente de fibronectina, la secuencia YIGSR (SEQ ID NO: 2) proveniente de laminina. La incorporación de sitios de unión es una modalidad particularmente preferida con matrices sintéticas, aunque también se puede incluir con algunas de las matrices naturales. La incorporación se puede realizar, por ejemplo, simplemente al mezclar un péptido de unión celular que contiene cisteina con la molécula precursora que incluye el grupo insaturado conjugado, tal como por ejemplo, PEG acrilato, PEG acrilamida o PEG vinilsulfona unos cuantos minutos antes de mezclar con el resto del componente precursor incluyendo el grupo nucleofílico, tal como por ejemplo, el componente precursor que contiene tiol. Si el sitio de unión celular no incluye una cisteina, este se puede sintetizar químicamente para incluir uno. Durante este primer paso, el péptido para estimular la adhesión se incorporará en un extremo del precursor con múltiples grupos funcionales y con una insaturación conjugada; cuando se agregue al sistema el multitiol restante, se formará una red degradada. Otra implicación importante de la forma en que se preparan las redes aquí, es la eficiencia de incorporación de los ligandos bioactivos colgantes tales como por ejemplo, las señales de adhesión. Este paso debe ser cuantitativo debido a que, por ejemplo, los ligandos sin unir (por ejemplo, sitios de adhesión) podrían inhibir la interacción de las células con la matriz. Como se describirá más tarde, la derivación del precursor con estos oligopéptidos colgantes se conduce en un primer paso en gran exceso estequiométrico (mínimo: 40 veces) de precursores electrofílicos multiramificados sobre tioles y por lo tanto definitivamente cuantitativos. Aparte de evitar la inhibición no deseada, este logro es incluso biológicamente más significativo: el comportamiento celular es extremadamente sensible a pequeños cambios en las densidades de ligandos y un conocimiento preciso de ligandos incorporados ayuda a diseñar y comprender las interacciones de la matriz celular. En resumen, la concentración de los sitios de adhesión unidos covalentemente en la matriz influye significativamente en el índice de infiltración celular. Por ejemplo, para un hidrogel determinado, se puede incorporar una concentración RGD en la matriz con soportes de crecimiento interno celular,y migración celular de una forma óptima. La variación de concentración óptima de los sitios de adnesión similares a RGD está entre 0.04 y 0.05 mM e incluso de mayor preferencia 0.05 mM en particular para una matriz que tenga un contenido acuoso entre la concentración de equilibrio y 92% en peso después del término de la absorción de agua.In an additional preferred embodiment, incorporate peptide sites for cell adhesion in the matrix, namely peptides that bind to receptors to stimulate the adhesion on cell surfaces in biomaterials of the present invention. These peptides to stimulate adhesion They can be selected from the group as described above. In Particularly preferred are the RGD sequence from fibronectin, the YIGSR sequence (SEQ ID NO: 2) from laminin The incorporation of binding sites is a modality particularly preferred with synthetic matrices, but also It can be included with some of the natural matrices. The incorporation can be done, for example, simply by mixing a cell binding peptide containing cysteine with the precursor molecule that includes the conjugated unsaturated group, such such as PEG acrylate, PEG acrylamide or PEG vinyl sulfone a few minutes before mixing with the rest of the component precursor including the nucleophilic group, such as, for example, the precursor component that contains thiol. If the binding site cell does not include a cysteine, this can be synthesized Chemically to include one. During this first step, the peptide to stimulate adhesion will be incorporated at one end of the precursor with multiple functional groups and with unsaturation conjugated; when the remaining multitiol is added to the system, It will form a degraded network. Another important implication of the form in which the networks are prepared here, is the efficiency of incorporation of pendant bioactive ligands such as by example, the signs of adhesion. This step must be quantitative because, for example, unbound ligands (for example, adhesion sites) could inhibit cell interaction with the matrix. As will be described later, the derivation of precursor with these hanging oligopeptides is conducted in a first step in large stoichiometric excess (minimum: 40 times) of multiramified electrophilic precursors on thiols and so both definitely quantitative. Apart from avoiding inhibition unwanted, this achievement is even biologically more significant:  cell behavior is extremely sensitive to small changes in ligand densities and an accurate knowledge of Built-in ligands help design and understand the cell matrix interactions. In summary, the concentration of adhesion sites covalently bound in the matrix influences significantly in the rate of cell infiltration. By For example, for a given hydrogel, a RGD concentration in the matrix with internal growth supports cell, and cell migration in an optimal way. The variation of optimal concentration of adhesion sites similar to GDPR is between 0.04 and 0.05 mM and even more preferably 0.05 mM in particular for a matrix that has an aqueous content between the equilibrium concentration and 92% by weight after the end of the water absorption.

Se han alcanzado excelentes resultados de curación ósea al mantener el índice de migración celular y el índice de degradación de la matriz en ayunas. Con respecto al diseño de la matriz (en particular PTH 1-34 unida covalentemente), un polietilenglicol de cuatro ramificaciones con un peso molecular de aproximadamente 20,000 Da degradado con un sitio de degradación de proteasa GCRPQGIWGQDRC (SEQ ID NO: 8) y 0.050 mM GRGDSP (SEQ ID NO: 9) proporciona resultados de crecimiento internos celular particularmente buenos y curación de defectos óseos. La concentración inicial de PEG y péptido interior al 10% en peso del peso total de las moléculas y agua (antes del aumento de volumen). Los geles tienen una consistencia utilizable y permiten que los osteoblastos y la célula precursora infiltren fácilmente la matriz.Excellent results of bone healing by maintaining the rate of cell migration and the fasting matrix degradation rate. With respect to matrix design (in particular PTH 1-34 attached covalently), a four-branched polyethylene glycol with a molecular weight of approximately 20,000 Da degraded with a site of protease degradation GCRPQGIWGQDRC (SEQ ID NO: 8) and 0.050 mM GRGDSP (SEQ ID NO: 9) provides growth results particularly good cell internals and defect healing bone. The initial concentration of PEG and 10% inner peptide in weight of the total weight of the molecules and water (before the increase of volume). The gels have a usable consistency and allow that osteoblasts and the precursor cell easily infuse the matrix.

El material matriz de preferencia es biodegradable por las enzimas presentes naturalmente. El índice de degradación se puede manipular por el grado de degradación y la inclusión de inhibidores de proteasa en la matriz.The preferred matrix material is biodegradable by naturally occurring enzymes. The index of degradation can be manipulated by the degree of degradation and the inclusion of protease inhibitors in the matrix.

C. Dominios del substrato degradableC. Domains of the degradable substrate

El péptido de fusión con PTH se puede degradar y unir covalentemente a las matrices a través del dominio de substrato degradable del péptido de fusión con PTH. El tipo de dominio de substrato depende de la naturaleza de la matriz. Para la incorporación en las matrices de fibrina se prefieren en particular los dominios de substrato de transglutaminasa. El dominio de substrato de transglutaminasa puede ser un dominio del substrato del Factor XIIIa. Este dominio del substrato del Factor XIIIa se puede incluir GAKDV (SEQ ID NO: 10), KKKK (SEQ ID NO: 11), o NQEQVSPL (SEQ ID NO: 12). El acoplamiento entre la PTH y el dominio de substrato de transglutaminasa se puede realizar mediante síntesis química.The PTH fusion peptide can be degraded and covalently bound to the matrices through the degradable substrate domain of the PTH fusion peptide. The type of substrate domain depends on the nature of the matrix. For incorporation into fibrin matrices, the transglutaminase substrate domains are particularly preferred. The transglutaminase substrate domain may be a Factor XIIIa substrate domain. This domain of the Factor XIIIa substrate may include GAKDV (SEQ ID NO: 10), KKKK (SEQ ID NO: 11), or NQEQVSPL (SEQ ID NO: 12). The coupling between the PTH and the transglutaminase substrate domain can be performed by chemical synthesis.

El dominio del substrato de transglutaminasa puede ser un substrato para una transglutaminasa distinta del Factor XIIIa. El dominio del substrato del Factor XIIIa más preferido tiene una secuencia de aminoácidos de NQEQVSPL (SEQ ID NO: 12) (en la presente denominada como "TG"). Otras proteínas que reconocen la transglutaminasa, tal como por ejemplo, fibronectina, se podrían acoplar al péptido del substrato de transglutaminasa.The transglutaminase substrate domain can be a substrate for a transglutaminase other than Factor XIIIa. The most preferred Factor XIIIa substrate domain has an amino acid sequence of NQEQVSPL (SEQ ID NO: 12) (hereinafter referred to as "TG"). Other proteins that recognize transglutaminase, such as, for example, fibronectin, could be coupled to the transglutaminase substrate peptide.

TABLA 1TABLE 1 Dominios del substrato de transglutaminasaSubstrate domains of transglutaminase

1one

Para la incorporación de PTH en una matriz formada a partir de componentes precursores sintéticos, el péptido de fusión son la PTH o cualquier otro péptido que será incorporado se debe sintetizar con al menos un grupo cisteina adicional (-SH) de preferencia en el término N de la PTH como el dominio del substrato degradable. La cisteina ya sea se puede unir directamente a la PTH o a través de una secuencia enlazante. La secuencia enlazante adicionalmente puede incluir una secuencia de aminoácidos degradable enzimáticamente, de tal forma que la PTH se pueda escindir de la matriz mediante enzimas prácticamente en la forma natural. El grupo de cisteina libre reacciona con el grupo insaturado conjugado del componente precursor en una reacción de adición tipo Michael. En el caso de la PTH 1-34, el enlace con una matriz sintética para PTH 1-34 se hace posible mediante la unión de una secuencia de aminoácidos adicional con el término N de PTH 1-34 que contiene al menos una cisteina. El grupo tiol de la cisteina puede reaccionar con un enlace insaturado conjugado sobre el polímero sintético para formar un enlace covalente. La posibilidad de que (a) únicamente una cisteina se una al péptido, en la posibilidad de que (b) una degradable enzimáticamente, una secuencia degradable de plasmina se une como un enlazante entre la cisteina y el péptido. La secuencia GYKNR (SEQ ID NO: 15) entre el primer dominio y el segundo dominio, la cisteina, hace que el enlace de plasmina sea degradable.For the incorporation of PTH in a matrix formed from synthetic precursor components, the peptide fusion are PTH or any other peptide that will be incorporated must be synthesized with at least one additional cysteine group (-SH) preferably in the N term of the PTH as the domain of the degradable substrate. Cysteine can either be attached directly to the PTH or through a binding sequence. Sequence binder may additionally include a sequence of enzymatically degradable amino acids, so that PTH is can cleave the matrix by enzymes practically in the natural form. The free cysteine group reacts with the group unsaturated conjugate of the precursor component in a reaction of Michael type addition. In the case of PTH 1-34, the link with a synthetic matrix for PTH 1-34 se makes it possible by binding an amino acid sequence additional with the term N of PTH 1-34 which contains At least one cysteine. The thiol group of cysteine can react with a conjugated unsaturated bond on the polymer synthetic to form a covalent bond. The possibility that (a) only one cysteine binds to the peptide, in the possibility of that (b) an enzymatically degradable, a degradable sequence of Plasmin binds as a linker between cysteine and the peptide. The GYKNR sequence (SEQ ID NO: 15) between the first domain and the second domain, cysteine, makes the plasmin bond degradable

De esta forma, los péptidos de fusión con la PTH, se pueden modificar adicionalmente para que contengan un sitio degradable entre el sitio de unión, es decir, el segundo dominio (es decir el dominio del substrato del Factor XIIIa o la cisteina) y la PTH, es decir, el primer dominio. Estos sitios se pueden degradar ya sea mediante hidrólisis no específica (es decir, un enlace éster) o pueden ser substratos para la degradación enzimática específica (degradación ya sea proteolítica o de polisacáridos). Estos sitios degradables permiten el tratamiento mediante ingeniería de la liberación más específica de la PTH a partir de las matrices similares a geles de fibrina. Por ejemplo, la degradación con base en la actividad enzimática permite la liberación de PTH que será controlada mediante un proceso celular en lugar de la difusión del factor a través del gel. El sitio degradable o enlace se escinde mediante las enzimas liberadas de las células que invaden la matriz.In this way, the fusion peptides with the PTH, can be further modified to contain a site degradable between the binding site, that is, the second domain (i.e. the domain of the Factor XIIIa or cysteine substrate) and the PTH, that is, the first domain. These sites can be degrade either by non-specific hydrolysis (i.e., a ester bond) or may be substrates for degradation specific enzyme (degradation either proteolytic or polysaccharides). These degradable sites allow treatment by engineering the more specific release of PTH to from matrices similar to fibrin gels. For example, degradation based on enzymatic activity allows the PTH release that will be controlled by a cellular process instead of diffusion of the factor through the gel. The place degradable or binding is cleaved by enzymes released from the cells that invade the matrix.

Los sitios de degradación permiten que la PTH sea liberada con poca o ninguna modificación con la secuencia de péptidos primarios, que pueden dar por resultado en una mayor actividad del factor. Además, permite que la liberación del factor sea controlada mediante procesos específicos celulares, tales como por ejemplo, proteólisis localizada, en lugar de la difusión proveniente de algunos materiales porosos. Esto permite que los factores sean liberados a diferentes velocidades dentro del mismo material dependiendo de la ubicación de las células dentro del material. Esto también reduce la cantidad de la PTH total necesaria, debido a que su liberación se controla mediante procesos celulares. La conservación de la PTH y su biodisponibilidad son ventajas distintas de la explotación de la actividad proteolítica específica celular con respecto al uso de los dispositivos para liberación controlada de difusión. En una posible explicación para la buena curación de un defecto óseo con la PTH unida covalentemente a una matriz, parece importante que la PTH se administre localmente durante un periodo prolongado de tiempo (es decir, no sólo una dosis individual pulsada) pero no en una forma continua. Esto se lleva a cabo mediante una lenta degradación, a través de ya sea escisión enzimática o escisión hidrolítica de la matriz. De esta forma, la molécula luego se suministra a través de un efecto pseudo-pulsado que se presenta durante un periodo de tiempo sostenido. Cuando una célula progenitora infiltra la matriz, ésta encontrará una molécula de PTH y se podrá diferenciar en un proteoblasto. Sin embargo, si esta célula particular no continua liberando la PTH unida de la matriz, se convertirá eficazmente en un osteoblasto e iniciará la producción de la matriz ósea. Por último, los efectos terapéuticos del péptido se localizan en la región defectuosa y se aumentan posteriormente.Degradation sites allow PTH is released with little or no modification with the sequence of primary peptides, which can result in a higher factor activity. In addition, it allows the release of the factor is controlled by specific cellular processes, such as for example, localized proteolysis, instead of diffusion from some porous materials. This allows the factors are released at different speeds within it material depending on the location of the cells within the material. This also reduces the amount of total PTH. necessary, because its release is controlled by processes cell phones. The conservation of PTH and its bioavailability are advantages other than the exploitation of proteolytic activity cell specific regarding the use of devices for diffusion controlled release. In a possible explanation for good healing of a bone defect with united PTH covalently to a matrix, it seems important that PTH be administer locally for an extended period of time (it is say, not just a single pulsed dose) but not in a way keep going. This is accomplished by slow degradation, to through either enzymatic cleavage or hydrolytic cleavage of the matrix. In this way, the molecule is then supplied through a pseudo-pulsed effect that occurs during a sustained time period. When a progenitor cell infiltrates the matrix, it will find a PTH molecule and you can differentiate into a proteoblast. However, if this cell particular does not continue to release the bound PTH from the matrix, it it will effectively become an osteoblast and start the production of bone matrix Finally, the therapeutic effects of the peptide are they locate in the defective region and are subsequently increased.

Las enzimas que se podrían utilizar para la degradación proteolítica son muchas. Los sitios proteolíticamente degradables podrían incluir substratos para activadores de colagenaza, plasmina, elastasa, estomelisina, o plasminógeno. Enseguida se listan substratos de ejemplo. P1-P5 denota las posiciones 1-5 de aminoácidos hacia el término amino de la proteína desde el sitio donde se presenten las proteólisis. P1'-P4' denotan las posiciones 1-4 de aminoácidos hacia el término carboxi de la proteína proveniente de donde se presente la proteólisis.Enzymes that could be used for Proteolytic degradation are many. The proteolytically sites degradable could include substrates for activators of Colagenaza, plasmin, elastase, stomelysin, or plasminogen. Sample substrates are listed below. P1-P5 denotes positions 1-5 of amino acids towards the Amino term of the protein from the site where the proteolysis P1'-P4 'denote the positions 1-4 amino acids towards the carboxy term of the protein from where proteolysis occurs.

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TABLA 2TABLE 2 Secuencias del substrato muestra para proteasaSample substrate sequences for protease

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En otra modalidad preferida, un dominio oligo-éster se podría insertar entre el primero y el segundo dominio. Esto se podría llevar a cabo utilizando un oligo-éster tal como por ejemplo, los oligómeros de ácido láctico.In another preferred embodiment, a domain oligo-ester could be inserted between the first and the second domain. This could be done using an oligo-ester such as for example, the oligomers of lactic acid.

El substrato para degradación no enzimática podría consistir de cualquier enlace que experimente hidrólisis mediante un mecanismo catalizado por ácido o base. Estos substratos pueden incluir oligo-ésteres tales como por ejemplo, oligómeros de ácido láctico o glicólico. La velocidad de degradación de estos materiales se puede controlar a través de la elección del oligómero.The substrate for non-enzymatic degradation it could consist of any link undergoing hydrolysis by a mechanism catalyzed by acid or base. These substrates they can include oligo esters such as, for example, oligomers of lactic or glycolic acid. The degradation rate of these Materials can be controlled through the choice of oligomer

D. PTHD. PTH

El término "PTH" en el sentido en el que se utiliza en la presente, incluye la secuencia humana de la PTH 1-84 y todas las versiones modificadas y alélicas, truncadas, de la PTH que exhiben propiedades para la formación de huesos cuando se unen covalentemente a matrices naturales o sintéticas biodegradables. Las versiones truncadas preferidas de la PTH son PTH 1-38, PTH 1-34, PTH 1-31 o PTH 1-25. La más preferida es la PTH 1-34. De preferencia la PTH es PTH humana, aunque puede ser adecuada la PTH proveniente de otras fuentes, tales como por ejemplo, PTH bovina.The term "PTH" in the sense in which  used herein, includes the human PTH sequence 1-84 and all modified and allelic versions, truncated, of the PTH that exhibit properties for the formation of bones when they covalently bind to natural matrices or Biodegradable synthetics The preferred truncated versions of the PTH are PTH 1-38, PTH 1-34, PTH 1-31 or PTH 1-25. The most preferred is PTH 1-34. Preferably the PTH is human PTH, although PTH from other sources may be appropriate, such  such as bovine PTH.

Métodos para incorporación y/o liberación de factores bioactivosMethods for incorporation and / or release of factors bioactive

En una modalidad preferida para la incorporación de una PTH dentro de la matriz, la matriz incluye fibrina que se forma a partir de fibrinógeno, una fuente de calcio y trombina y el péptido de fusión con la PTH se incorporará dentro de la fibrina durante la coagulación. El péptido de fusión de la PTH se designa como péptido de fusión que incluye dos dominios, uno primero y uno segundo, un dominio, el segundo, es un substrato para una enzima degradante tal como por ejemplo el Factor XIIIa. El Factor XIIIa es una transglutaminasa que es activa durante la coagulación. Esta enzima, formada naturalmente a partir del Factor XIII mediante la escisión por trombina, funciona para unir las cadenas de fibrina entre sí vía enlaces amida, formados entre las cadenas laterales de glutamina y las cadenas laterales de lisina. La enzima también funciona para unir otros péptidos a la fibrina durante la coagulación, por ejemplo, los sitios de unión celular proporcionados también incluyen un Factor XIIIa. Específicamente, la secuencia NQEQVSP (SEQ ID NO: 16), ha demostrado que funciona como un substrato eficaz par el Factor XIIIa. Como se describió anteriormente en la presente, esta ya sea se enlaza directamente a la PTH o puede incluir un sitio de degradación entre la PTH (primer dominio) y la secuencia NQEQVSP (SEQ ID NO: 16) (segundo dominio). Como tal, el péptido de fusión con la PTH se puede incorporar dentro de la fibrina durante la coagulación vía un substrato del Factor XIIIa.In a preferred mode for incorporation of a PTH within the matrix, the matrix includes fibrin that is formed from fibrinogen, a source of calcium and thrombin and the PTH fusion peptide will be incorporated into of fibrin during coagulation. The fusion peptide of the PTH is designated as a fusion peptide that includes two domains, one first and one second, a domain, the second, is a substrate for a degrading enzyme such as for example Factor XIIIa. He Factor XIIIa is a transglutaminase that is active during coagulation. This enzyme, formed naturally from the Factor XIII by thrombin cleavage, works to join the fibrin chains with each other via amide bonds, formed between the glutamine side chains and lysine side chains. The  enzyme also works to bind other peptides to fibrin during coagulation, for example, cell binding sites provided also include a Factor XIIIa. Specifically, the  NQEQVSP sequence (SEQ ID NO: 16), has been shown to work as an effective substrate for Factor XIIIa. As described earlier in the present, this is either directly linked to the PTH or may include a degradation site between the PTH (first domain) and the NQEQVSP sequence (SEQ ID NO: 16) (second domain). As such, the PTH fusion peptide can be incorporate into the fibrin during coagulation via a Factor XIIIa substrate.

Diseño de las proteínas de fusión para incorporaciónDesign of fusion proteins for incorporation

El péptido de fusión con la PTH que incluye un primer dominio incluyendo la PTH, un segundo dominio incluyendo un dominio del substrato para una enzima de degradación y opcionalmente un sitio de degradación entre el primero y el segundo dominio se pueden incorporar en los geles de fibrina utilizando diversos esquemas diferentes. De preferencia, el segundo dominio incluye un dominio del substrato de transglutaminasa e incluso de mayor preferencia incluye un dominio del substrato del Factor XIIIa. Con la máxima preferencia el dominio del substrato del Factor XIIIa incluye NQEQVSP (SEQ ID NO: 16). Cuando este péptido de fusión con la PTH está presente durante la polimerización del fibrinógeno, es decir, durante la formación de la matriz de fibrina, se incorpora directamente en la matriz.The PTH fusion peptide that includes a first domain including PTH, a second domain including a substrate domain for a degradation enzyme and optionally a degradation site between the first and the second domain can be incorporated into fibrin gels using Various different schemes. Preferably, the second domain includes a domain of the transglutaminase substrate and even of more preference includes a domain of the Factor substrate XIIIa. Most preferably the domain of the substrate of the Factor XIIIa includes NQEQVSP (SEQ ID NO: 16). When this peptide Fusion with PTH is present during polymerization of the fibrinogen, that is, during the formation of the matrix of fibrin, is incorporated directly into the matrix.

El sitio de degradación entre el primero y el segundo dominio del péptido de fusión con la PTH pueden ser un sitio de degradación enzimática según se describió anteriormente. De preferencia, el sitio de degradación se puede escindir mediante una enzima que seleccionada del grupo que consiste de plasmina y metaloproteinaza matriz. Mediante la selección cuidadosa de K_{m} y K_{cat} de este sitio de degradación enzimática, la degradación se podría controlar para que se presente ya sea antes o después de la matriz proteínica y/o al utilizar enzimas similares o distintas para degradar la matriz, con la colocación del sitio de degradación que se prepara para cada tipo de proteína y aplicación. Este péptido de fusión con la PTH se podría degradar directamente en la matriz de fibrina según se describió anteriormente. Sin embargo, la incorporación de un sitio de degradación enzimática altera la liberación de la PTH durante la proteólisis. Cuando las proteasas derivadas de células alcanzan el péptido de fusión secuestrado, pueden escindir la proteína sometida a ingeniería y el sitio de degradación recién formado. Los productos de degradación resultantes podrían incluir la PTH liberada, que ahora podría estar casi libre de cualesquiera secuencias de fusión sometidas a ingeniería, así como también cualquier fibrina degradada.The degradation site between the first and the second domain of the fusion peptide with PTH can be a Enzymatic degradation site as described above. Preferably, the degradation site can be cleaved by an enzyme that selected from the group consisting of plasmin and matrix metalloproteinza. By careful selection of K_ {m} and K cat of this enzymatic degradation site, the degradation It could be controlled to present either before or after the protein matrix and / or when using similar or different enzymes to degrade the matrix, with the degradation site placement  It is prepared for each type of protein and application. This fusion peptide with PTH could be directly degraded in the fibrin matrix as described above. However, the incorporation of an enzyme degradation site alters the PTH release during proteolysis. When proteases cell derivatives reach the sequestered fusion peptide, can cleave the engineered protein and the site of newly formed degradation. Degradation products resulting could include the released PTH, which could now be almost free of any fusion sequences subjected to engineering, as well as any degraded fibrin.

II. Método de usoII. Method of use

Las matrices se pueden utilizar para la reparación, regeneración, o remodelación de tejidos, y/o la liberación de PTH, antes o en el momento de la implantación. En algunos casos será conveniente inducir la degradación en el sitio de administración para conformar la matriz al tejido en el sitio de implantación. En otros casos, será conveniente preparar la matriz antes de la implantación.The matrices can be used for repair, regeneration, or remodeling of tissues, and / or the PTH release, before or at the time of implantation. In some cases it will be convenient to induce site degradation of administration to conform the matrix to the tissue at the site of implantation. In other cases, it will be convenient to prepare the matrix before implantation.

Las células también se pueden agregar a la matriz antes o en el momento de la implantación, o incluso después de la implantación, ya sea en el momento o después de la degradación del polímero para formar la matriz. Esto se puede realizar además o en lugar de la degradación de la matriz para producir la separación intersticial diseñada para estimular la proliferación celular o el crecimiento interno.Cells can also be added to the matrix before or at the time of implantation, or even after of implantation, either at the time or after the degradation of the polymer to form the matrix. This can be perform in addition or instead of matrix degradation to produce interstitial separation designed to stimulate cell proliferation or internal growth.

Aunque en la mayoría de los casos será conveniente implantar la matriz para estimular el crecimiento o proliferación celular, en algunos casos los factores bioactivos se utilizaran para inhibir la tasa de proliferación celular. Una aplicación específica es inhibir la formación de adhesiones después de la cirugía.Although in most cases it will be convenient to implant the matrix to stimulate growth or cell proliferation, in some cases bioactive factors are will use to inhibit the rate of cell proliferation. A specific application is to inhibit the formation of adhesions after of surgery

III. Métodos de aplicaciónIII. Application methods

En la modalidad preferida, el material se gelifica in situ en el interior o sobre el cuerpo. En otra modalidad, la matriz se puede formar fuera del cuerpo y luego ser aplicada en la conformación preformada. El material matriz se puede producir a partir de componentes precursores sintéticos o naturales. Sin importar el tipo de componente precursor utilizado, los componentes precursores se deben separar antes de la aplicación de la mezcla al cuerpo para evitar la combinación o contacto entre sí bajo condiciones que permitan la polimerización o gelificación de los componentes. Para realizar el contacto antes de la administración, se puede utilizar un equipo de reactivos que separe las composiciones entre sí. En el momento del mezclado a condiciones que permitan la polimerización, las composiciones forman una red tridimensional complementada con el factor bioactivo. Dependiendo de los componentes precursores y sus concentraciones, la gelificación se puede presentar casi instantáneamente después del mezclado. Esta gelificación rápida hace casi imposible la inyección, es decir, la extracción por presión del material gelificado a través de la aguja de inyección.In the preferred embodiment, the material gels in situ inside or on the body. In another embodiment, the matrix can be formed outside the body and then applied in the preformed conformation. The matrix material can be produced from synthetic or natural precursor components. Regardless of the type of precursor component used, the precursor components must be separated prior to application of the mixture to the body to avoid combination or contact with each other under conditions that allow polymerization or gelation of the components. To make the contact before administration, a reagent kit can be used that separates the compositions from each other. At the time of mixing at conditions that allow polymerization, the compositions form a three-dimensional network complemented with the bioactive factor. Depending on the precursor components and their concentrations, gelation can occur almost instantaneously after mixing. This rapid gelation makes injection almost impossible, that is, pressure extraction of the gelled material through the injection needle.

En una modalidad, la matriz se forma a partir de fibrinógeno. El fibrinógeno, a través de una cascada de varias reacciones se gelifica para formar una matriz, cuando se pone en contacto con trombina y una fuente de calcio a la temperatura y pH adecuados. Los tres componentes, fibrinógeno, trombina y la fuente de calcio, se deben almacenar por separado. Sin embargo, siempre que al menos uno de los tres componentes se mantenga separado, los otros dos componentes se pueden combinar antes de la administración.In one embodiment, the matrix is formed from of fibrinogen. Fibrinogen, through a cascade of several reactions gels to form a matrix, when put in contact with thrombin and a source of calcium at temperature and pH adequate. The three components, fibrinogen, thrombin and the source of calcium, should be stored separately. However, always that at least one of the three components be kept separate, the two other components can be combined before the administration.

En una primera modalidad se disuelve el fibrinógeno (que puede contener adicionalmente aprotinina para aumentar la estabilidad) en una solución amortiguadora a un pH fisiológico (en el intervalo de pH 6.5 hasta 8.0, de preferencia de 7.0 hasta 7.5) y se almacena por separado de una solución de trombina en un amortiguador de cloruro de calcio (por ejemplo, a una concentración que varía de 40 hasta 50 mM). La solución amortiguadora para el fibrinógeno puede ser una solución amortiguadora de histidina a una concentración preferida de 50 mM incluyendo adicionalmente NaCl a una concentración preferida de 150 mM o solución salina TRIS amortiguada (de preferencia a una concentración de 33 mM).In a first mode the fibrinogen (which may additionally contain aprotinin for increase stability) in a buffer solution at a pH physiological (in the range of pH 6.5 to 8.0, preferably 7.0 to 7.5) and stored separately from a solution of thrombin in a calcium chloride buffer (for example, to a concentration that varies from 40 to 50 mM). The solution Fibrinogen buffer may be a solution histidine buffer at a preferred concentration of 50 mM additionally including NaCl at a preferred concentration of 150 mM or buffered TRIS saline solution (preferably at a 33 mM concentration).

En una modalidad preferida, se proporciona un equipo de reactivos, que contiene una proteína de fusión, fibrinógeno, trombina y una fuente de calcio. Opcionalmente, el equipo de reactivos puede contener una enzima degradante, tal como por ejemplos el Factor XIIIa. La proteína de fusión contiene un factor bioactivo, un dominio de substrato para una enzima degradante y un sitio de degradación entre el dominio del substrato y el factor bioactivo. La proteína de fusión puede estar presente en la solución ya sea de fibrinógeno o trombina. En una modalidad preferida, la solución de fibrinógeno contiene la proteína de fusión.In a preferred embodiment, a reagent kit, which contains a fusion protein, Fibrinogen, thrombin and a source of calcium. Optionally, the reagent equipment may contain a degrading enzyme, such as for example Factor XIIIa. The fusion protein contains a bioactive factor, a substrate domain for an enzyme degradant and a degradation site between the substrate domain and the bioactive factor. The fusion protein may be present. in the solution of either fibrinogen or thrombin. In one mode preferred, the fibrinogen solution contains the protein of fusion.

Las soluciones de preferencia se mezclan con un dispositivo de jeringa de dos vías, en el cual se presenta el mezclado al extraer por presión el contenido de ambas jeringas a través de una cámara mezcladora y/o aguja y/o mezcladora estática.Preferred solutions are mixed with a two-way syringe device, in which the mixed by pressure extraction the contents of both syringes to through a mixing chamber and / or needle and / or mixer static

En una modalidad preferida, tanto el fibrinógeno como la trombina se almacenan por separado en forma liofilizada. Cualquiera de los dos puede contener la proteína de fusión. Antes de utilizarse, se agrega Tris o amortiguador de histidina al fibrinógeno, el amortiguador puede contener adicionalmente aprotinina. La trombina liofilizada se disuelve en la solución de cloruro de calcio. Posteriormente, las soluciones de fibrinógeno y trombina se colocan en recipientes viales/jeringas por separado y se mezclan mediante un dispositivo de conexión de dos vías, tal como por ejemplo, una jeringa de dos vías. Opcionalmente, los recipientes viales/jeringa se dividen en dos partes teniendo así dos cámaras separadas por una división ajustable que es perpendicular a la pared del cuerpo de la jeringa. Una de las cámaras contiene el fibrinógeno o la trombina liofilizada, mientras que la otra cámara contiene una solución amortiguadora adecuada. Cuando el émbolo se presiona hacia abajo, la división se mueve y libera el amortiguador en el interior de la cámara de fibrinógeno para disolver al fibrinógeno. Una vez que se disuelven tanto el fibrinógeno como la trombina, ambos cuerpos de la jeringa divididos en dos partes se unen a un dispositivo de conexión de dos vías y los contenidos se mezclan al extraerlos por presión a través de la aguja para inyección unida al dispositivo de conexión. Opcionalmente, el dispositivo de conexión contiene una mezcladora estática para mejorar el mezclado de los contenidos.In a preferred embodiment, both fibrinogen As thrombin are stored separately in lyophilized form. Either one can contain the fusion protein. Prior to used, Tris or histidine buffer is added to the fibrinogen, the buffer may additionally contain aprotinin Lyophilized thrombin dissolves in the solution of calcium chloride. Subsequently, fibrinogen solutions and thrombin are placed in separate vial and syringe containers and are mixed by a two way connection device, such such as a two way syringe. Optionally, the vial / syringe containers are divided into two parts thus having two cameras separated by an adjustable division that is perpendicular to the wall of the syringe body. One of the Chambers contains fibrinogen or lyophilized thrombin, while the other chamber contains a buffer solution adequate. When the plunger is pressed down, the division is move and release the damper inside the chamber of fibrinogen to dissolve fibrinogen. Once they dissolve both fibrinogen and thrombin, both syringe bodies divided into two parts join a connection device of two ways and the contents are mixed when removed by pressure to through the injection needle attached to the connection device. Optionally, the connection device contains a mixer static to improve the mixing of the contents.

En una modalidad preferida, el fibrinógeno se diluye ocho veces y la trombina se diluye 20 veces antes del mezclado. Esta proporción da por resultado en un tiempo de gelificación de aproximadamente un minuto.In a preferred embodiment, the fibrinogen is dilute eight times and thrombin is diluted 20 times before mixed. This proportion results in a time of gelation of about one minute.

En otra modalidad preferida, la matriz se forma a, partir de componentes precursores sintéticos capaces de experimentar una reacción de adición Michael. Debido a que el componente precursor nucleofílico (el multitiol) únicamente reacciona con el componente multiaceptor (el grupo insaturado conjugado) a pH básico, los tres componentes que se deben almacenar por separado antes del mezclado son: la base, el componente nucleofilico y el componente multiaceptor. Tanto el multiaceptor como el componente multitiol se almacenan como una solución en amortiguadores. Las dos composiciones pueden incluir el sitio de unión celular y adicionalmente la molécula bioactiva. De esta forma, la primera composición del sistema por ejemplo puede incluir las soluciones del componente nucleofílico y la segunda composición del sistema puede incluir la solución del componente multiaceptor. Cualquiera o las dos composiciones pueden incluir la base. En otra modalidad, el multiaceptor y el multitiol se pueden incluir como solución en la primera composición y la segunda composición puede incluir la base. La conexión y el mezclado se presentan en la misma forma según se describió anteriormente para el fibrinógeno. El cuerpo de la jeringa dividido en dos partes es igualmente adecuado para los componentes precursores sintéticos. En lugar del fibrinógeno y la trombina, el multiaceptor y los componentes multitiol se almacenan en forma pulverizada en una de las cámaras y la otra cámara contiene el amortiguador básico.In another preferred embodiment, the matrix is formed a, from synthetic precursor components capable of experience an addition reaction Michael. Because the nucleophilic precursor component (multitiol) only reacts with the multiaceptor component (the unsaturated group conjugate) at basic pH, the three components that must be stored separately before mixing are: the base, the component nucleophilic and the multiaceptor component. Both the multiaceptor as the multitiol component are stored as a solution in shock absorbers. The two compositions may include the site of cell binding and additionally the bioactive molecule. Thus, the first composition of the system for example can include the solutions of the nucleophilic component and the second composition of the System can include the multi-receiver component solution. Either or both compositions may include the base. In other modality, multiaceptor and multitiol can be included as solution in the first composition and the second composition can include the base. The connection and mixing are presented in the same form as described above for fibrinogen. The body of the syringe divided into two parts is also Suitable for synthetic precursor components. Instead of fibrinogen and thrombin, multiaceptor and components Multitiol are stored in powdered form in one of the chambers and The other chamber contains the basic shock absorber.

Los siguientes ejemplos se incluyen para demostrar las modalidades preferidas de la invención. Mientras que las composiciones y métodos se han descrito en los términos y modalidades preferidas, será evidente para alguien con experiencia en la técnica que se pueden aplicar variaciones a la composición, métodos y en los pasos o en la secuencia de pasos del método descrito en la presente sin aparatarse del concepto espíritu y alcance de la invención.The following examples are included for demonstrate preferred embodiments of the invention. While the compositions and methods have been described in the terms and Preferred modalities, will be apparent to someone with experience in the art that variations can be applied to the composition, methods and in the steps or in the sequence of steps of the method described herein without departing from the spirit concept and scope of the invention.

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Ejemplo 1Example 1 Matrices que contienen TGPTH unida covalentementeMatrices containing covalently bound TGPTH Síntesis de TGPTHTGPTH synthesis

El péptido PTH 1-34-mer que muestra actividad similar con la proteína entera, y las proteínas de esta longitud se pueden sintetizar mediante métodos de síntesis para péptidos en estado sólido estándar.PTH peptide 1-34-mer showing activity similar with the whole protein, and proteins of this length are they can synthesize by synthesis methods for peptides in standard solid state.

Todos los péptidos se sintetizaron sobre resina sólida utilizando un sintetizador de péptidos automático utilizando la química de 9-fluorenilmetiloxicarbonilo estándar. Los péptidos se purificaron mediante cromatografía c18 y se analizaron utilizando cromatografía en fase inversa vía HPLC para determinar la pureza, así como también, espectroscopia másica (MALDI) para identificar el peso molecular de cada producto. Utilizando este método, se sintetizó el siguiente péptido, (denominado en la presente como "TGPTH"):All peptides were synthesized on resin solid using an automatic peptide synthesizer using the standard 9-fluorenylmethyloxycarbonyl chemistry. The peptides were purified by c18 chromatography and were analyzed using reverse phase chromatography via HPLC to determine purity, as well as mass spectroscopy (MALDI) to identify the molecular weight of each product. Using this method, the following peptide was synthesized, (referred to herein as "TGPTH"):

100100

Resultados in vivo Results in vivo

La actividad de TGPTH para mejorar la regeneración ósea se probó en una matriz TISSUCOL® en un defecto por orificio perforado en una oveja. Se crearon orificios de ocho mm y 12 mm de profundidad en el fémur y húmero próximo y distal de una oveja. Estos orificios se rellenaron con un gel de fibrina polimerizante in situ. Los defectos se dejaron vacíos, se rellenaron con TISSUCOL® o se agregó TGPTH a la fibrina TISSUCOL® a 400 \mug/mL antes de la polimerización. En cada ejemplo en el cual se utilizó TISSUCOL®, este se diluyó cuatro veces a partir de la concentración estándar disponible, conduciendo a una concentración de fibrinógeno de 12.5 mg/mL.The activity of TGPTH to improve bone regeneration was tested on a TISSUCOL® matrix in a hole-drilled defect in a sheep. Holes of 8 mm and 12 mm depth were created in the femur and proximal and distal humerus of a sheep. These holes were filled with an in situ polymerizing fibrin gel. The defects were left empty, filled with TISSUCOL® or TGPTH was added to the TISSUCOL® fibrin at 400 µg / mL before polymerization. In each example in which TISSUCOL® was used, it was diluted four times from the standard concentration available, leading to a fibrinogen concentration of 12.5 mg / mL.

Los defectos se dejaron curar durante ocho semanas. Después de este periodo de curación, los animales se sacrificaron, y las muestras de hueso se retiraron y analizaron mediante topografía microcomputarizada (\muCT). Luego se determinó el porcentaje del volumen defectuoso rellenado con tejido óseo calcificado. Cuando los defectos se dejaron vacíos, no hubo formación de tejido calcificado en el interior de la matriz de fibrina. Cuando se agregó únicamente un gel de fibrina, prácticamente tampoco hubo curación de huesos. Sin embargo, con la adición de 400 g/mL de TGPTH, el nivel de curación aumentó dramáticamente, con el defecto relleno al 35% con hueso calcificado.The defects were allowed to cure for eight weeks After this healing period, the animals will they sacrificed, and the bone samples were removed and analyzed by microcomputed topography (µCT). Then it was determined the percentage of the defective volume filled with bone tissue calcified When the defects were left empty, there was no formation of calcified tissue inside the matrix of fibrin. When only one fibrin gel was added, there was virtually no bone healing. However, with the addition of 400 g / mL of TGPTH, the cure level increased dramatically, with the defect filled with 35% bone calcified

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Ejemplo 2Example 2 Respuesta curación con PTH 1-34 modificado unido a una matriz de fibrinaHealing response with modified PTH 1-34 attached to a fibrin matrix Materiales materials

La versión modificada de PTH_{1-34} que se puede incorporar en una matriz de fibrina se ha probado para la respuesta de curación en el defecto craneal de tamaño crítico en ratas.The modified version of PTH_ {1-34} that can be incorporated into an array of fibrin has been tested for the healing response in the cranial defect of critical size in rats.

Se elaboró un gel de fibrina a partir de componentes precursores selladores de fibrina del equipo para reactivos TISSUCOL® (Baxter AG, CH-8604 Volketswil/ZH). El fibrinógeno se diluyó en solución Tris amortiguada 0.03M estéril (TBS, pH 7.4) para formar una solución de aproximadamente 8 mg/mL y la trombina se diluyó en solución de CaCl_{2} 50 mM estéril para formar una solución de 2 U/mL. La concentración final de fibrinógeno fue la formulación TISSUCOL® original 1:8 (aproximadamente 100 mg/mL) y la concentración de trombina TISSUCOL® original 1:160 (aproximadamente 500 IE/mL). Luego se agregó una cantidad predeterminada de TG-pl-PTH_{1-34} o TGPTH_{1-34} a la trombina, y se mezcló para formar una concentración homogénea.A fibrin gel was made from fibrin sealant precursor components of the equipment for TISSUCOL® reagents (Baxter AG, CH-8604 Volketswil / ZH). The fibrinogen was diluted in Tris solution 0.03M buffered sterile (TBS, pH 7.4) to form a solution of approximately 8 mg / mL and the thrombin was diluted in solution of 50 mM sterile CaCl2 to form a 2 U / mL solution. The Final fibrinogen concentration was the TISSUCOL® formulation original 1: 8 (approximately 100 mg / mL) and the concentration of Original TISSUCOL® thrombin 1: 160 (approximately 500 IE / mL). Then a predetermined amount of TG-pl-PTH_ {1-34} or TGPTH_ 1-34 to thrombin, and mixed to form a homogeneous concentration.

Para formar el gen de fibrina, los precursores diluidos se mezclaron juntos al inyectarse fibrinógeno en le interior de un tubo que contenía la trombina. En el caso del defecto perforado en una oveja (como se describirá más adelante), esta mezcla luego se inyectó inmediatamente en un efecto perforado creado en un hueso canceloso de la oveja, en donde se formó un gel de fibrina en 1-5 minutos. En la primera serie de experimentos animales, se probó la eficacia de una proteína de fusión que contenía PTH_{1-34} como el facto bioactivo (NQEQVSPLYKNRSVSEIQLMHNLGKHLNS
MERVEWLRKKLQDVHNF, SEQ ID NO: 18) en la curación de huesos corticales en un modelo de animal pequeño. La secuencia YKNR (SEQ ID NO: 19), hace al enlace plasmina degradable (``TG-pl-PTH_{1-34}). El TG-pl-PTH_{1-34} se produce mediante síntesis química. La purificación se llevó a cabo a través de HPLC en fase inversa (Columna C18) al utilizar un TFA como el contraión que dio por resultado en un producto final que fue una sal de TFA. La pureza del TG-pl-PTH_{1-34} se determinó para ser 95%.
To form the fibrin gene, the diluted precursors were mixed together when fibrinogen was injected into a tube containing thrombin. In the case of the defect perforated in a sheep (as will be described later), this mixture was then immediately injected into a perforated effect created in a cancerous bone of the sheep, where a fibrin gel formed within 1-5 minutes. In the first series of animal experiments, the efficacy of a fusion protein containing PTH_ 1-34 as the bioactive factor was tested (NQEQVSPLYKNRSVSEIQLMHNLGKHLNS
MERVEWLRKKLQDVHNF, SEQ ID NO: 18) in the healing of cortical bones in a small animal model. The YKNR sequence (SEQ ID NO: 19) makes the plasmin bond degradable (`` TG-pl-PTH_ {1-34}). TG-pl-PTH 1-34 is produced by chemical synthesis. Purification was carried out through reverse phase HPLC (Column C18) by using a TFA as the counterion that resulted in a final product that was a TFA salt. The purity of TG-pl-PTH 1-34 was determined to be 95%.

La respuesta de curación se exploró en tiempos de curación tanto cortos (3 semanas) como largos (7 semanas) para determinar si se podría observar una mejora en la curación.The healing response was explored in times of healing both short (3 weeks) and long (7 weeks) for determine if an improvement in healing could be observed.

Defecto craneal de tamaño crítico en ratasCritical size cranial defect in rats

Las ratas se anestesiaron y se expuso el huso craneal. El periostio sobre la superficie externa del cráneo se retrajo de tal forma que no pudiera desempeñar una función en el proceso de curación, y se creo un defecto individual redondo de 8 mm. Este tamaño de defecto se seleccionó ya que se había determinado anteriormente que los defectos de 8 mm o mayores no se curan espontáneamente por sí mismos, y son defectos de tamaño crítico. El defecto luego se dotó con una matriz de fibrina preformada y se dejó que el animal se curara durante 3 y 7 semanas. La región defectuosa luego se explantó y se analizó vía radiología así como también, histología.The rats were anesthetized and the spindle was exposed cranial. The periosteum on the outer surface of the skull is retracted in such a way that it could not play a role in the healing process, and an individual round defect of 8 was created mm This defect size was selected as it had been previously determined that defects of 8 mm or greater are not they heal spontaneously by themselves, and are size defects critical. The defect was then endowed with a fibrin matrix preformed and the animal was allowed to cure for 3 and 7 weeks. The defective region was then explanted and analyzed via radiology as well as histology.

Resultados Results

Cuando se estudió TG-pl-PTH_{1-34} en el tiempo de 3 semanas, el nivel de curación fue muy similar al observado con una matriz de fibrina sola. El tiempo de 3 semanas se seleccionó como un tiempo temprano según otros potentes morfógenos, incluyendo rhBMP-2, mostraron un efecto importante de curación en 3 semanas. Por el contrario, el efecto de curación para TG-pl-PTH_{1-34}, no se pudo observar en este punto de tiempo temprano. Sin embargo, cuando se analizó el tiempo mayor (7 semanas), se observó una mejora que depende de una dosis moderada en la curación en el defecto craneal de tamaño crítico en ratas con la adición de PTH_{1-34} modificada a matrices de fibrina. Los resultados se muestran en la Tabla 3. Cuando se empleó la alta dosis de PTH_{1-34} modificada, la respuesta a la curación aumentó en un 65%.When it was studied TG-pl-PTH_ {1-34} at the time of 3 weeks, the level of healing was very similar to observed with a fibrin matrix alone. The time of 3 weeks is selected as an early time according to other powerful morphogens, including rhBMP-2, showed an important effect Healing in 3 weeks. On the contrary, the healing effect for TG-pl-PTH_ {1-34}, It could not be observed at this early point of time. But nevertheless, when the longest time (7 weeks) was analyzed, a improvement that depends on a moderate dose in healing in the Critical size cranial defect in rats with the addition of PTH_ {1-34} modified to fibrin matrices. The Results are shown in Table 3. When the high dose was used of modified PTH_ {1-34}, the response to the Healing increased by 65%.

TABLA 3TABLE 3 Respuesta de curación en el defecto craneal en ratas con PTH modificadaCure response in cranial defect in rats with modified PTH

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Estos resultados demuestran que cuando PTH_{1-34} se incorporó en una matriz de fibrina, esta mantuvo alguna actividad según resulta evidente por el aumento modesto en la formación de huesos.These results show that when PTH_ 1-34 was incorporated into a fibrin matrix, this maintained some activity as evidenced by the modest increase in bone formation.

Defecto de perforación de huesos en ovejasBone piercing defect in sheep

TG-pl-PTH_{1-34} se probó también en un modelo con gran defecto óseo para probar el efecto de esta hormona en la curación del hueso. En el modelo con defecto de perforación en ovejas, se colocaron defectos de perforación cilíndrica de 8 mm que tuvieron aproximadamente 15 mm de profundidad tanto en la región distal como en la próxima de los huesos de fémur y húmero. Debido a que el defecto se colocó en la epífisis de huesos largos, el defecto se rodeó por hueso trabecular con una capa fina de hueso cortical en el borde del defecto. Los defectos entonces se rellenaron con una fibrina polimerizante in situ (aproximadamente 750 \muL) que contuvo diversas dosis de TG-pl-PTH_{1-34}, o TGPTH_{1-34}. Se dejó que los animales se curaran durante ocho semanas y luego se sacrificaron. El defecto se analizó con \muCT e histología.TG-pl-PTH_ 1-34 was also tested in a model with a large bone defect to test the effect of this hormone on bone healing. In the model with a defect in perforation in sheep, cylindrical perforation defects of 8 mm were placed that were approximately 15 mm deep in both the distal and the proximal region of the femur and humerus bones. Because the defect was placed in the epiphysis of long bones, the defect was surrounded by trabecular bone with a thin layer of cortical bone at the edge of the defect. The defects were then filled with an in situ polymerizing fibrin (approximately 750 µL) that contained various doses of TG-pl-PTH 1-34, or TGPTH 1-34. The animals were allowed to cure for eight weeks and then were sacrificed. The defect was analyzed with µCT and histology.

Para esta serie de experimentos, se probaron tres tipos de composiciones. En primer lugar, se probó TG-pl-PTH_{1-34} sobre una gran variación de concentración. En segundo lugar, se empleó otra PTH_{1-34} modificada, la TGPTH_{1-34} (NQEQVSPLSVSEIQLMHNLGKHLNSMERVEWLRKKLQDVHNF; SEQ ID NO: 17) que solamente tuvo una secuencia de transglutaminasa en el término amino, y un sitio de degradación. De esta forma, la TGPTH_{1-34} solamente se podría liberar mediante la degradación de la matriz de fibrina misma. TGPTH_{1-34} se produjo y se purificó de manera similar a TG-pl-PTH_{1-34}. Se determinó que la pureza fue del 95%. TGPTH_{1-34} se probó a diversas concentraciones que fueron similares a las concentraciones de TG-pl-PTH_{1-34} para comparar la eficacia. Por último, las matrices se produjeron en presencia de material granular, con ya sea TGPTH_{1-34} o TG-pl-PTH_{1-34}. El material granular fue una mezcla de fosfato tricálcico estándar/hidroxiapatita que se incorporó en la matriz durante la gelificación. Se exploró el efecto de agregar estos gránulos sobre la eficacia de la PTH_{1-34}. Como un control, se probó fibrina sin modificar.For this series of experiments, they were tested Three types of compositions. First, it was tested TG-pl-PTH_ {1-34} over a large variation of concentration. Second, it employed another modified PTH_ {1-34}, the TGPTH_ {1-34} (NQEQVSPLSVSEIQLMHNLGKHLNSMERVEWLRKKLQDVHNF; SEQ ID NO: 17) that only had a transglutaminase sequence in the term amino, and a degradation site. In this way, the TGPTH_ {1-34} could only be released by degradation of the fibrin matrix itself. TGPTH_ 1-34 was produced and purified in a manner similar to TG-pl-PTH_ {1-34}. The purity was determined to be 95%. TGPTH_ 1-34 was tested at various concentrations that were similar to the concentrations of TG-pl-PTH_ {1-34} To compare the effectiveness. Finally, the matrices were produced in presence of granular material, with either TGPTH_ {1-34} or TG-pl-PTH_ {1-34}. The granular material was a mixture of tricalcium phosphate standard / hydroxyapatite that was incorporated into the matrix during gelation The effect of adding these granules on the the effectiveness of PTH_ {1-34}. As a control, it tested unmodified fibrin.

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Resultados Results

Cuando cualquiera de las moléculas de PTH_{1-34} modificada se colocó en defectos de hueso largo, se observó una mejora significativa en la respuestas de curación con respecto al uso de matrices de fibrina (control) solas. El uso de fibrina sola dio por resultado en poca curación, en donde únicamente el 20% del defecto original se rellenó con hueso recién formado.When any of the molecules of Modified PTH_ {1-34} was placed in defects of long bone, a significant improvement in responses was observed of cure with respect to the use of fibrin matrices (control) alone The use of fibrin alone resulted in poor healing, where only 20% of the original defect was filled with newly formed bone.

Se probó TG-pl-PTH_{1-34}, en una serie de concentración de 20-1000 \mug/mL. Para cada dosis probada, se observó un aumento significativo en la respuesta de curación. Por ejemplo, cuando se utilizaron 100 \mug/mL de TG-pl-PTH_{1-34}, el índice de curación se aumentó casi en un 60%.It was tested TG-pl-PTH_ {1-34}, in a concentration series of 20-1000 µg / mL. For each dose tested, a significant increase in the healing response. For example, when 100 were used \ mug / mL of TG-pl-PTH_ {1-34}, The cure rate was increased by almost 60%.

En una segunda serie de experimentos, se probó TGPTH_{1-34}. El uso de TGPTH_{1-34} también aumentó la curación ósea. Por ejemplo, el uso de 400 \mug/mL mejoró la respuesta de curación al 40%, y 1000 \mug/mL aumentó la curación ósea al 65%. De esta forma, la adición de cualquier secuencia de PTH_{1-34} modifcada dio por resultado en una respuesta de curación más importante que el control.In a second series of experiments, it was tested TGPTH_ {1-34}. The use of TGPTH_ 1-34 also increased bone healing. By For example, the use of 400 µg / mL improved the healing response to 40%, and 1000 µg / mL increased bone healing to 65%. This way, adding any sequence of Modified PTH_ {1-34} resulted in a healing response more important than control.

Por último, cuando cualquier molécula de PTH_{1-34} modificada se unió a la matriz y se empleó una mezcla de gánulo/matriz, se mantuvo la eficacia de la PTH_{1-34}. Esto se probó tanto para TG-pl-PTH_{1-34} (véase la Tabla 4) como para TGPTH_{1-34} (véase la Tabla 5).Finally, when any molecule of Modified PTH_ {1-34} joined the matrix and was used a mixture of granule / matrix, the effectiveness of the PTH_ {1-34}. This was proven so much for TG-pl-PTH_ {1-34} (see Table 4) as for TGPTH_ {1-34} (see Table 5).

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TABLA 4TABLE 4 Curación de un defecto de perforación en ovejas con TG-pl-PTH_{1-34} incorporada en una matriz de fibrina; tiempo de curación de 8 semanasHealing of a defect in sheep drilling with TG-pl-PTH_ {1-34} incorporated into a fibrin matrix; healing time of 8 weeks

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TABLA 5TABLE 5 Curación de un defecto de perforación en ovejas con PTH_{1-34} unida a una matriz de fibrina; tiempo de curación de 8 semanasHealing of a defect in sheep drilling with PTH 1-34 bound to a fibrin matrix; 8 week cure time

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La evaluación histológica mostró alta infiltración en el defecto original de las células progenitoras fusiformes y de osteoblastos soportadas sobre una matriz extracelular. Los osteoides activos con grandes osteoblastos redondeados fueron comunes, y se observaron señales de dosificación indocondral (condrocitos). Durante ocho semanas, se podrían encontrar osteoclastos y señales saludables de remodelación. Aunque a diferencia de los resultados obtenidos a partir de la exposición continua a PTH sistémica, no se observó ninguna respuesta manifiesta a partir de osteoclastos y la formación de huesos nuevos fue significativamente mayor a la de la absorción en el área de defecto y alrededor de la misma. No se detectó ninguna respuesta inflamatoria de cuerpo extraño (es decir, no hubo células gigantes y solamente una leve presencia de monocitos). Todavía estuvieron presentes gránulos en las muestras con partículas minerales agregadas.Histological evaluation showed high infiltration in the original defect of the progenitor cells fusiform and osteoblasts supported on a matrix extracellular Active osteoids with large osteoblasts rounded were common, and dosage signs were observed  indochondral (chondrocytes). For eight weeks, they could Find osteoclasts and healthy signs of remodeling. Though unlike the results obtained from the exhibition continued to systemic PTH, no response was observed manifests from osteoclasts and the formation of new bones was significantly greater than that of absorption in the area of defect and around it. No response detected inflammatory foreign body (i.e. there were no giant cells and only a slight presence of monocytes). They were still granules present in samples with mineral particles added.

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Ejemplo 3Example 3 Preparación de los componentes precursores para matrices sintéticasPreparation of the precursor components for matrices synthetic Preparación de PEG-vinilsulfonasPreparation of PEG-vinyl sulfones

Los PEG ramificados disponibles comercialmente (PEG de 4 ramificaciones, peso molecular de 14,800, PEG de 4 ramificaciones, peso molecular de 10,000 y PEG de 8 ramificaciones, peso molecular de 20,000; Shearwater Polimers, Huntsville, AL, USA) fueron grupos funcionales en el término OH.Commercially available branched PEGs (PEG of 4 branches, molecular weight of 14,800, PEG of 4 Branches, molecular weight of 10,000 and PEG of 8 branches, molecular weight of 20,000; Shearwater Polimers, Huntsville, AL, USA) they were functional groups in the term OH.

Las PEG vinilsulfonas se produjeron bajo atmósfera de argón al hacer reaccionar una solución de diclorometano de los polímeros precursores (secados previamente sobre tamices moleculares) con NaH y luego, después de la evolución con hidrógeno, con divinilsulfona (proporciones molares: OH 1: NaH 5: divinilsulfona 50). La reacción se llevó a cabo a temperatura ambiente durante 3 días bajo argón con agitación constante. Después de la neutralización de la solución de reacción con ácido acético concentrado, la solución se filtró a través de papel hasta que estuvo clara. El polímero derivado se aisló mediante precipitación en dietiléter enfriado con hielo. El producto se volvió a disolver en diolorometano y se volvió a precipitar en dietiléter (con lavado riguroso) dos veces para eliminar todo el exceso de divinilsulfona. Por último, el producto se secó bajo vacío. La derivación se confirmó con ^{1}H NMR. El producto mostró picos de vinilsulfona característicos a 6.21 ppm (dos hidrógeno) y 6.97 ppm (un hidrógeno). Se encontró que el grado de conversión del grupo final fue del 100%.PEG vinyl sulfones were produced under argon atmosphere by reacting a solution of dichloromethane of the precursor polymers (pre-dried on molecular sieves) with NaH and then, after evolution with hydrogen, with divinylsulfone (molar proportions: OH 1: NaH 5: divinylsulfone 50). The reaction was carried out at temperature ambient for 3 days under argon with constant agitation. After of neutralization of the reaction solution with acetic acid concentrated, the solution was filtered through paper until It was clear. The derivative polymer was isolated by precipitation in ice-cold diethyl ether. The product was dissolved again in dioloromethane and precipitated again in diethyl ether (with rigorous washing) twice to remove all excess divinylsulfone. Finally, the product was dried under vacuum. The shunt was confirmed with 1 H NMR. The product showed peaks of Characteristic vinyl sulfone at 6.21 ppm (two hydrogen) and 6.97 ppm (a hydrogen). It was found that the degree of conversion of the group Final was 100%.

Preparación de PEG-acrilatosPreparation of PEG-acrylates

Se produjeron PEG acrilatos bajo atmósfera de argón al hacer reaccionar una solución de tolueno seada azeotropicamente de los polímeros precursores con cloruro de acriloilo, en presencia de trietilamina (proporciones molares: OH 1: cloruro de acriloilo 2: trietilamina 2.2). La reacción prosiguió con agitación durante la noche en la oscuridad a temperatura ambiente. La solución amarillo pálido resultante se filtró a través de un lecho de alúmina neutra; después de la evaporación del solvente, el producto de reacción se disolvió en diclorometano, se lavó con agua, se secó sobre sulfato de sodio y se precipitó en dietiléter frío. Rendimiento: 88%; conversión de OH a acrilato: 100% (a partir del análisis de ^{1}H-NMR) ^{1}H-NMR (CDCl_{3}): 3.6 (341H (14800 4 ramificaciones: 337H teórico), 230 (10000 4 ramificaciones 227H teórico), o 210H (20000 8 ramificaciones: 227H teórico), Protones de cadena de PEG), 4.3 (t, 2H, -CH_{2}-CH_{2}-O-CO-CH=CH_{2}), 5.8 (dd, 1H, CH_{2}=CH-COO-), 6.1 y 6.4 (dd, 1H, CH_{2}=CH-COO-)ppm. FT-IR (película sobre una placa ATR): 2990-2790 (\nu C-H), 1724 (\nu C=O), 1460 (\nu_{s} CH_{2}), 1344, 1281, 1242, 1097 (\nu_{as} C-O-C), 952, 842 (\nu_{s} C-O-C) cm^{-1}.PEG acrylates were produced under an argon atmosphere by reacting an azeotropically toluene solution of the precursor polymers with acryloyl chloride, in the presence of triethylamine (molar proportions: OH 1: acryloyl chloride 2: triethylamine 2.2). The reaction continued with stirring overnight in the dark at room temperature. The resulting pale yellow solution was filtered through a bed of neutral alumina; After evaporation of the solvent, the reaction product was dissolved in dichloromethane, washed with water, dried over sodium sulfate and precipitated in cold diethyl ether. Yield: 88%; OH to acrylate conversion: 100% (from 1 H-NMR analysis) 1 H-NMR (CDCl 3): 3.6 (341H (14800 4 branches: theoretical 337H), 230 ( 10000 4 branches theoretical 227H), or 210H (20,000 8 branches: theoretical 227H), PEG chain protons), 4.3 (t, 2H, -CH2 -C H2 -O-CO-CH = CH2), 5.8 (dd, 1H, CH2 = C H -COO-), 6.1 and 6.4 (dd, 1H, C H2 = CH-COO-) ppm. FT-IR (film on an ATR plate): 2990-2790 (\ nu CH), 1724 (\ nu C = O), 1460 (\ nu_ {s} CH_ {2}), 1344, 1281, 1242, 1097 ( nuCOC), 952, 842 (cmCOC) cm -1.

Síntesis de péptidosPeptide synthesis

Todos los péptidos se sintetizaron sobre resina sólida utilizando un sintetizador de péptidos automático (9050 Pep Plus Synthesizer, Millipore, Framingham, USA) con química de 9-fluorenilmetiloxicarbonilo estándar. Los depuradores hidrofóbicos y los grupos protectores escindidos se retiraron mediante la precipitación del péptido en dietiléter frío y disolución en agua desionizada. Después de la liofilización, los péptidos se volvieron a disolver en solución salina Tris-amortiguada 0.03 M (TBS, pH 7.0) y se purificaron utilizando HPLC (Waters; Milford, USA) sobre una columna de exclusión por tamaños con TBS, pH 7.0 como el amortiguador en curso.All peptides were synthesized on resin solid using an automatic peptide synthesizer (9050 Pep Plus Synthesizer, Millipore, Framingham, USA) with chemical 9-fluorenylmethyloxycarbonyl standard. The hydrophobic scrubbers and cleaved protecting groups will removed by precipitation of the peptide in cold diethyl ether and dissolution in deionized water. After lyophilization, the peptides were re-dissolved in saline Tris-buffered 0.03 M (TBS, pH 7.0) and se purified using HPLC (Waters; Milford, USA) on a size exclusion column with TBS, pH 7.0 as the shock absorber in progress.

Formación de la matriz mediante reacciones de adición conjugadaFormation of the matrix by addition reactions conjugated

Se formaron geles sensibles a MMP mediante la adición conjugada con un nucleófilo enlazado por péptidos y una insaturación conjugada enlazada por PEG que permite la migración de células proteolíticas. La síntesis de los geles se lleva a cabo por completo a través de una reacción de adición tipo Michael de tiol-PEG sobre PEG con grupo funcional de vinilsulfona. En un primer paso, se unieron de manera colgante péptidos de adhesión (por ejemplo, el péptido Ac-GCGYGRGDSPG-NH_{2} (SEQ ID NO: 20)) a una PEG-vinilsulfona multiramificada y luego este precursor se degrado con un péptido que contiene ditiol (por ejemplo, el substrato MMP Ac-GCRDGPQGIAGFDRCG-NH_{2} (SEQ ID NO: 21)). En una preparación de gel típica para estudios in vitro tridimensional, se disolvió PEG-vinilsulfona de 4 ramificaciones (peso molecular de 15000) en un amortiguador TEOA (0.3M, pH 8.0) para proporcionar una solución al 10% (p/p). Con el fin de hacer que los geles fueran adhesivos con células, el péptido disuelto Ac-GCGYGRGDSPG-NH_{2} (SEQ ID NO: 20) (mismo amortiguador) se agregó a esta solución. El péptido de adhesión se dejó reaccionar durante 30 minutos a 37°C. Después de esto, el péptido degradante Ac-GCRDGPQGIWGQDRCG-NH_{2} (SEQ ID NO: 21) se mezcló con la solución anterior y los geles se sintetizaron. La gelificación se presentó en unos cuantos minutos, sin embargo, la reacción de degradación se llevó a cabo durante una hora a 37°C para garantizar la reacción completa.MMP-sensitive gels were formed by the conjugate addition with a peptide-linked nucleophile and a conjugated unsaturation linked by PEG that allows the migration of proteolytic cells. The synthesis of the gels is carried out completely through a Michael-type addition reaction of thiol-PEG on PEG with a vinyl sulfone functional group. In a first step, adhesion peptides (for example, the Ac-GCGYG RGDSPG -NH2 (SEQ ID NO: 20) peptide) were pendently bound to a multiramified PEG-vinylsulfone and then this precursor was degraded with a dithiol-containing peptide (for example, the MMP substrate Ac-GCRDG PQGIAGF DRCG-NH2 (SEQ ID NO: 21)). In a typical gel preparation for three-dimensional in vitro studies, 4-branched PEG-vinylsulfone (15,000 molecular weight) was dissolved in a TEOA buffer (0.3M, pH 8.0) to provide a 10% solution (w / w). In order to make the gels adhesive with cells, the dissolved peptide Ac-GCGYG RGDSP G- NH2 (SEQ ID NO: 20) (same buffer) was added to this solution. The adhesion peptide was allowed to react for 30 minutes at 37 ° C. After this, the Ac-GCRD GPQGIWGQ DRCG-NH2 degrading peptide (SEQ ID NO: 21) was mixed with the above solution and the gels were synthesized. The gelation occurred in a few minutes, however, the degradation reaction was carried out for one hour at 37 ° C to ensure the complete reaction.

Se formaron geles no sensibles a MMP mediante la adición de conjugados con un nucleófilo enlazado con PEG y una insaturación conjugada enlazada con PEG que permite la migración celular no proteolítica. Non- MMP sensitive gels were formed by the addition of conjugates with a PEG-linked nucleophile and a conjugated unsaturation linked with PEG that allows non-proteolytic cell migration.

La síntesis de geles también se llevó a cabo por completo a través de la reacción de adición tipo Michael del tiol-PEG sobre PEG con grupo funcional de vinilsulfona. En un primer paso, los péptidos de adhesión se unieron de manera colgante (por ejemplo, el péptido Ac-GCGYGRGDSPG-NH_{2} (SEQ ID NO: 20)) a una PEG vinilsulfona multiramificada y luego este precursor se degrado con un PEG-ditiol (p. m. 3.4 kD). En una preparación de gel típico para estudios in vitro tridimensionales, la PEG vinilsulfona de 4 ramificaciones (peso molecular 15000) se disolvió en un amortiguador TEOA (0. 3M, pH 8.0) para proporcionar una solución al 10% (p/p). Con el fin de hacer los geles adhesivos celulares, el péptido disuelto Ac-GCGYGRGDSPG-NH_{2} (SEQ ID NO: 20) (en el mismo amortiguador) se agregó a esta solución. Se permitió que el péptido de adhesión reaccionara durante 30 minutos a 37°C. Después de esto, el precursor PEG-ditiol se mezcló con la solución anterior y los geles se sintetizaron. La gelificación se presentó en unos cuantos minutos, sin embargo, la reacción de degradación se llevó a cabo durante una hora a 37°C para garantizar la reacción completa.The synthesis of gels was also carried out completely through the Michael-type addition reaction of thiol-PEG on PEG with a vinyl sulfone functional group. In a first step, the adhesion peptides were attached in a pendant manner (for example, the Ac-GCGYG RGDSP G-NH2 peptide (SEQ ID NO: 20)) to a multiramified PEG vinylsulfone and then this precursor was degraded with a PEG-dithiol (pm 3.4 kD). In a typical gel preparation for three-dimensional in vitro studies, the 4-branched PEG vinylsulfone (molecular weight 15000) was dissolved in a TEOA buffer (0. 3M, pH 8.0) to provide a 10% solution (w / w). In order to make the cell adhesive gels, the dissolved peptide Ac-GCGYG RGDSP G- NH2 (SEQ ID NO: 20) (in the same buffer) was added to this solution. The adhesion peptide was allowed to react for 30 minutes at 37 ° C. After this, the PEG-dithiol precursor was mixed with the above solution and the gels were synthesized. The gelation occurred in a few minutes, however, the degradation reaction was carried out for one hour at 37 ° C to ensure the complete reaction.

Formación de la matriz mediante reacciones de condensaciónFormation of the matrix by condensation reactions

Se formaron geles sensibles a MMP mediante reacciones de condensación con un X-enlazante peptídico que contiene múltiples aminas y un PEG electrofilicamente activo que permite la migración celular proteólítica.MMP sensitive gels were formed by condensation reactions with an X-binder peptide containing multiple amines and an electrophilically PEG active that allows proteolytic cell migration.

También se crearon hidrogeles sensibles a MMP al conducir una reacción de condensación entre el oligopéptido sensible a MMP que contiene dos substratos MMP y tres Lys (Ac-GK GPQGIAGQ K GPQGIAGQ KG-NH_{2} (SEQ ID NO: 22) y una PEG-N-hidroxisuccinimida de éster doble difuncional disponible comercialmente (Shearwater polimers) (NHS-HBS-CM-PEG-CM-HBA-NHS). En un primer paso, uno de los péptidos de adhesión (por ejemplo, el péptido Ac-GCGYGRGDSPG-NH_{2}) (SEQ ID NO: 20) se hizo reaccionar con una pequeña fracción de NHS-HBS-CM-PEG-CM-HBA-NHS y luego este precursor se degradó a una red al mezclar con el péptido Ac-GKGPQGIAGQKG PQGIAGQKG-NH_{2} (SEQ ID NO: 22) que porta tres \varepsilon-aminas (y una amina primaria). En una preparación de gel típica para estudios in vitro tridimensionales, los dos componentes se disolvieron en PBS 10 mM a pH 7.4 para proporcionar una solución al 10% (p/p) y los hidrogeles se formaron en menos de una hora.MMP-sensitive hydrogels were also created by conducting a condensation reaction between the MMP-sensitive oligopeptide containing two MMP and three Lys substrates (Ac-G K GPQGIAGQ K GPQGIAGQ K G- NH_ {2} (SEQ ID NO: 22) and a commercially available difunctional double ester PEG-N-hydroxysuccinimide (Shearwater polimers) (NHS-HBS-CM-PEG-CM-HBA-NHS) In a first step, one of the adhesion peptides (e.g., the Ac peptide -GCGYG RGDSP G- NH 2 {}) (SEQ ID NO: 20) was reacted with a small fraction of NHS-HBS-CM-PEG-CM-HBA-NHS and then this precursor was degraded to a network by mixing with Ac-G KGPQGIAGQKG PQGIAGQK G- NH 2} {(SEQ ID NO: 22) peptide. carrying three \ epsilon amines (and a primary amine) in a typical preparation of gel in dimensional vitro studies, the two components dissolved in 10 mM PBS at pH 7.4 to provide a 10% solution (w / w) and the hydrogels formed in less than an hour.

Por contraste con los hidrogeles presentes formados mediante la reacción tipo Michael, no se garantizó la autoselectividad deseada en este procedimiento, debido a que las aminas presentes en materiales biológicos similares a células o tejidos también reaccionaran con los ésteres dobles activados difuncionales. Esto también es verdadero para otros PEG que portan grupos funcionales electrofílicos tales como por ejemplo, PEG-oxicarbonilimidazol (CDI-PEG), o carbonato de PEG nitrofenilo.In contrast to the hydrogels present formed by the Michael type reaction, the desired self-selectivity in this procedure, because the amines present in biological materials similar to cells or tissues will also react with activated double esters difunctional This is also true for other PEGs that carry electrophilic functional groups such as, for example, PEG-Oxycarbonylimidazole (CDI-PEG), or PEG nitrophenyl carbonate.

Se formaron hidrogeles no sensibles a MMP mediante reacciones de condensación con un degradante de PEG-amina y un PEG electrofílicamente activo que permite la migración celular no proteolítica. Non- MMP sensitive hydrogels were formed by condensation reactions with a PEG-amine degradant and an electrophilically active PEG that allows non-proteolytic cell migration.

También se formaron hidrogeles al conducir una reacción de condensación entre las PEG-aminas ramificadas, disponibles comercialmente (Jeffaminas) y la misma PEG-N-hidroxisuccinimida de doble éster difuncional (NHS-HBS-CM-PEG-CM-HBA-NHS). En un primer paso, los péptidos de adhesión (por ejemplo, el péptido Ac-GCGYGRGDSP
G-NH_{2}) (SEQ ID NO: 20) se hicieron reaccionar con una pequeña fracción de NHS-HBS-CM-pEG-CM-HBA-NHS y luego este precursor se degradó a una red al mezclar con la PEG amina multiramificada. En una preparación de gel típica para estudios in vitro tridimensionales, los dos componentes se disolvieron en PBS 10 mM a pH 7.4 para proporcionar una solución al 10% (p/p) y se formaron hidrogeles en menos de una hora.
Hydrogels were also formed by conducting a condensation reaction between commercially available branched PEG-amines (Jeffamines) and the same difunctional double ester PEG-N-hydroxysuccinimide (NHS-HBS-CM-PEG-CM-HBA-NHS). In a first step, adhesion peptides (for example, the Ac-GCGYG RGDSP peptide
G- NH2 ) (SEQ ID NO: 20) were reacted with a small fraction of NHS-HBS-CM-pEG-CM-HBA-NHS and then this precursor degraded to a network when mixed with the PEG amine multiramified. In a typical gel preparation for three-dimensional in vitro studies, the two components were dissolved in 10 mM PBS at pH 7.4 to provide a 10% solution (w / w) and hydrogels formed in less than an hour.

Nuevamente, por contraste con los hidrogeles presentes formados mediante la reacción tipo Michael, no se garantizó la autoselectividad deseada en este procedimiento, debido a que las aminas presentes en materiales biológicos similares a células o tejidos tampoco reaccionaran con los dobles ésteres activados difuncionales. Esto también es verdadero para otros PEG que portan grupos funcionales electrofilicos tales como por ejemplo, PEG-oxicarbonilimidazol (CDI-PEG), o PEG carbonato de PEG nitrofenilo.Again, in contrast to hydrogels present formed by the Michael type reaction, I don't know guaranteed the desired self-selectivity in this procedure, due to to the amines present in biological materials similar to cells or tissues will also not react with double esters difunctional activated. This is also true for other PEGs. that carry electrophilic functional groups such as by example, PEG-oxycarbonylimidazole (CDI-PEG), or PEG nitrophenyl PEG carbonate.

Ejemplo 4Example 4 Regeneración ósea con matrices degradables enzimáticamente sintéticasBone regeneration with enzymatically degradable matrices synthetic

Se emplearon dos concentraciones de inicio diferente de los geles degradables enzimáticos. En cada una de estas, la concentración de RGD y el factor activo (CplPTH a 100 \mug/mL) se mantuvieron constantes. La red polimérica se formó a partir de un PEG con grupo funcional de cuatro ramificaciones con cuatro grupos finales de vinilsulfona de un peso molecular de 20 kD (peso molecular de cada una de las ramificaciones 5kD) y péptido de ditiol de la siguiente secuencia Gly-Cys-Arg-Asp-(Gly-Pro-Gln-Gly-Ile-Trp-Gly-Gln)-Asp-Arg-Cys-Gly (SEQ ID NO: 21). Los dos componentes precursores se disolvieron en trietanolamina 0.3 M. Se variaron la concentración inicial del PEG con grupo funcional (primera molécula precursora) y el péptido ditiol (segunda molécula precursora). En un caso la concentración fue del 12.6% en peso del peso total de la composición (primero y segundo componente precursor + solución de trietanolamina). El 12.6% en peso corresponde a una solución al 10% en peso cuando se calcula sobre la base de únicamente el primer componente precursor (100 mg/mL de la primera molécula precursora). La segunda concentración de inicio fue del 9.5% en peso del peso total de la composición (primero y segundo componente precursor + solución de trietanolamina) que corresponde al 7.5% en peso sobre la base de únicamente la primera molécula precursora (75 mg/mL de la primera molécula precursora) del peso total. Esto tuvo la consecuencia de que la cantidad del péptido ditiol se cambió de tal forma que se mantuvo la proporción molar entre las vinilsulfonas y los tioles.Two starting concentrations were used different from enzymatic degradable gels. In each of these, the concentration of GDPR and the active factor (CplPTH at 100 µg / mL) remained constant. The polymer network was formed to from a PEG with a functional group of four branches with four final vinyl sulfone groups with a molecular weight of 20 kD (molecular weight of each of the 5kD branches) and peptide of dithiol of the following sequence Gly-Cys-Arg-Asp- (Gly-Pro-Gln-Gly-Ile-Trp-Gly-Gln) -Asp-Arg-Cys-Gly (SEQ ID NO: 21). The two precursor components dissolved in triethanolamine 0.3 M. The initial concentration of PEG was varied with functional group (first precursor molecule) and the peptide dithiol (second precursor molecule). In one case the concentration it was 12.6% by weight of the total weight of the composition (first and second precursor component + triethanolamine solution). 12.6%  by weight corresponds to a 10% solution by weight when Calculates on the basis of only the first precursor component (100 mg / mL of the first precursor molecule). The second baseline concentration was 9.5% by weight of the total weight of the composition (first and second precursor component + solution of triethanolamine) corresponding to 7.5% by weight based on only the first precursor molecule (75 mg / mL of the first precursor molecule) of the total weight. This had the consequence of that the amount of the dithiol peptide was changed such that maintained the molar ratio between vinyl sulfones and thiols

El gel que se inicio a partir de una concentración inicial de 12.6% en peso aumentó de volumen a una concentración del 8.9% en peso del peso total de la red polimérica más agua, de esta forma la matriz tuvo un contenido acuoso de 91.1. El gel que se inició a partir de una concentración inicial de 9.5% en peso aumentó de volumen a una concentración final del 7.4% en peso del peso total de la red polimérica más agua, de esta forma tuvo un contenido acuoso de 92.6.The gel that started from a initial concentration of 12.6% by weight increased in volume to a 8.9% concentration by weight of the total weight of the polymer network more water, in this way the matrix had an aqueous content of 91.1. The gel that started from an initial concentration of 9.5% in weight increased in volume to a final concentration of 7.4% in weight of the total weight of the polymer network plus water, in this way It had an aqueous content of 92.6.

Con el fin de explorar el efecto de este cambio, estos materiales se probaron en el defecto de perforación en una oveja. Aquí, se colocó un defecto de 750 \muL en el hueso canceloso del diáfisis del fémur y húmero de la oveja y se rellenó con un gel enzimático gelatinizante in situ. Se obtuvo la siguiente cantidad de tejido calcificado, determinado vía \muCT, con cada grupo a N=2.In order to explore the effect of this change, these materials were tested on the defect of perforation in a sheep. Here, a 750 µL defect was placed in the cancerous bone of the sheep's femur and humerus diaphysis and filled with an in situ gelatinizing enzyme gel. The following amount of calcified tissue, determined via µCT, was obtained with each group at N = 2.

       \dotable{\tabskip\tabcolsep\hfil#\hfil\+\hfil#\hfil\+\hfil#\hfil\tabskip0ptplus1fil\dddarstrut\cr}{
 Concentración inicial del gel \+  \hskip3cm  \+ Tejido
calcificado\cr \+\+\cr  12.6% \+ \+  2.7%\cr  9.5% \+ \+ 
38.4%\cr}\ dotable {\ tabskip \ tabcolsep \ hfil # \ hfil \ + \ hfil # \ hfil \ + \ hfil # \ hfil \ tabskip0ptplus1fil \ dddarstrut \ cr} {
 Initial concentration of the gel \ + \ hskip3cm \ + Tissue
calcified \ cr \ + \ + \ cr 12.6% \ + \ + 2.7% \ cr 9.5% \ + \ +
38.4% \ cr}
    

Al hacer los geles menos densos y más fáciles para la penetración celular, la respuesta de curación resultante con la adición de un factor activo fue más fuerte. El efecto de tener concentraciones sólidas finales menores a 8.5% en peso es obvio a partir de estos resultados.By making gels less dense and easier for cell penetration, the resulting healing response with the addition of an active factor it was stronger. The effect of having final solid concentrations less than 8.5% by weight is Obvious from these results.

Entonces claramente, el diseño de la matriz es crucial para permitir la curación en defectos de heridas. Cada uno de estos hidrogeles estuvo compuesto de grandes cadenas de polietilenglicol, enlazados en el extremo para crear una matriz. Sin embargo, los detalles de la forma en que se enlazaron, vía sitios de degradación enzimática, la densidad de los enlazantes y otras diversas variables fueron cruciales para permitir una respuesta de curación funcional. Estas diferencias se observaron muy claramente en el modelo de defecto de perforación en la oveja.So clearly, the design of the matrix is crucial to allow healing in wound defects. Each of these hydrogels was composed of large chains of polyethylene glycol, linked at the end to create a matrix. Without  However, the details of how they were linked, via sites of enzymatic degradation, density of linkers and other various variables were crucial to allow a response from functional healing These differences were observed very clearly in the model of defect of perforation in the sheep.

Ejemplo 5Example 5 Formación ósea con matrices hidrolíticamente degradables sintéticasBone formation with hydrolytically degradable matrices synthetic

Se probó un péptido de fusión con PTH 1-34 en un gel sintético así como también en el modelo de defecto de perforación en una oveja exactamente según se describió para las matrices de fibrina. Se creo una red de hidrogel al mezclar conjuntamente polietilenglicol de 4 ramificaciones acrilado, PM 15,000 (Peg 4*15 Acr) con un polieitlenglicol ditiol lineal de PM 3400. A través de una reacción tipo Michael, cuando los dos componentes se mezclaron en un amortiguador de trietanolamina 0.3 M a pH 8.0, los tiolatos resultantes que se formaron a este pH luego se hicieron reaccionar con la insaturación conjugada del acrilato para crear un enlace covalente. Al mezclar juntos los precursores multifuncionales, de tal forma que la multifuncionalidad combinada fue mayor o igual a cinco, se formó un hidrogel. Además, se pueden agregar factores biactivos a la matriz a través de un esquema de reacción idéntico. En este caso, los factores bioactivos, incluyendo los motivos de adhesión celular o los factores morfogénicos o mitogénicos se podrían unir a la matriz al agregar una cisteina, el tiol que contiene aminoácidos, a la secuencia. Aquí, se tuvieron que agregar una cisteina a la secuencia de adhesión celular, RGD, y más específicamente, RGDSP (SEQ ID NO: 23), así como también a la secuencia de PTH_{1-34} y ambas se unieron a la matriz vía los acrilatos en el degradante. Posteriormente, estos hidrogeles recién formados, entonces tuvieron muchos ésteres cercanos a un tiol, lo cual ha mostrado ser hidrolíticamente inestable. Esta inestabilidad permite que los geles se degraden lentamente y sean reemplazados por tejido recién formado.A fusion peptide was tested with PTH 1-34 in a synthetic gel as well as in the drilling defect model in a sheep exactly as it is described for fibrin matrices. A hydrogel network was created by mixing 4-branched polyethylene glycol together acrylated, PM 15,000 (Peg 4 * 15 Acr) with a polyethylene glycol dithiol Linear PM 3400. Through a Michael-type reaction, when the two components were mixed in a shock absorber 0.3 M triethanolamine at pH 8.0, the resulting thiolates that are formed at this pH then reacted with unsaturation acrylate conjugate to create a covalent bond. When mixing together the multifunctional precursors, so that the combined multifunctionality was greater than or equal to five, a hydrogel In addition, biactive factors can be added to the matrix a through an identical reaction scheme. In this case, the bioactive factors, including reasons for cell adhesion or morphogenic or mitogenic factors could bind to the matrix by adding a cysteine, the thiol that contains amino acids, to the sequence. Here, they had to add a cysteine to the cell adhesion sequence, RGD, and more specifically, RGDSP (SEQ ID NO: 23), as well as the sequence of PTH_ {1-34} and both joined the matrix via the acrylates in the degradant. Subsequently, these newly hydrogels formed, then they had many esters close to a thiol, what which has been shown to be hydrolytically unstable. This instability allow gels to degrade slowly and be replaced by newly formed tissue.

Estos geles particulares, degradables hidrolíticamente con RGD y PTH unidos covalentemente a la matriz, se probaron en el modelo de defecto de perforación en una oveja para probar la capacidad de la C-PTH_{1-34} unida a la matriz para mejorar el desarrollo óseo. Con el fin de determinar la cantidad de mejora, se agregaron a la matriz 0, 100 y 400 \mug/mL del péptido de fusión con la PTH_{1-34}. Cuando se realizó esto, se observó un aumento en la formación ósea con la adición de PTH_{1-34}. En cada prueba se midió la respuesta de curación en el mismo tiempo de ocho semanas. Esto se comparó con los defectos que se dejaron vacíos. Cuando se empleó la matriz hidrolíticamente degradable sintética sin el péptido de fusión con la PTH, se midió la respuesta de curación en aproximadamente 40%. Esto significa que el 40% del volumen de defecto original se rellenó con tejido óseo recién formado. Después, cuando se emplearon 400 \mug/mL del péptido de fusión con la PTH_{1-34} modificada, la respuesta de curación aumentó a aproximadamente 60%. En comparación, cuando los defectos se dejaron vacíos, aproximadamente el 10% se rellenó con tejido calcificado. Estos datos se muestran en la siguiente Tabla 6.These particular, degradable gels hydrolytically with RGD and PTH covalently bound to the matrix, it they tested on the model of drilling defect in a sheep to test the ability of the C-PTH_ {1-34} attached to the matrix to improve bone development. In order to determine the amount of improvement, 0, 100 and 400 µg / mL were added to the matrix of the fusion peptide with PTH 1-34. When performed this, an increase in bone formation was observed with the addition of PTH_ {1-34}. In each test the healing response at the same time of eight weeks. This is compared with the defects that were left empty. When the  synthetic hydrolytically degradable matrix without the peptide of fusion with PTH, the cure response was measured in approximately 40% This means that 40% of the volume of Original defect was filled with freshly formed bone tissue. After,  when 400 µg / mL of the fusion peptide was used with the PTH_ {1-34} modified, the healing response increased to approximately 60%. In comparison, when the defects they were left empty, approximately 10% was filled with tissue calcified These data are shown in the following Table 6.

TABLA 6TABLE 6 Respuesta de curación con matrices sintéticas con y sin PTH modificadaCure response with synthetic matrices with and no modified PTH

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En comparación con un defecto vacío, la adición del gel de peg hidrolíticamente degradable sólo tuvo un gran efecto sobre la curación ósea, aumentando la cantidad de tejido calcificado en un 300%. Cuando la PTH 1-34 se unió a esta matriz, la curación aumentó incluso más con el nivel que fue de hasta el 50% superior que cuando se empleó la matriz sola y en un 500% superior que el nivel de curación obtenido cuando el defecto se dejó vacío.Compared to an empty defect, the addition of the hydrolytically degradable peg gel only had a great effect about bone healing, increasing the amount of tissue calcified by 300%. When PTH 1-34 joined to this matrix, healing increased even more with the level that was up to 50% higher than when the matrix was used alone and in 500% higher than the level of healing obtained when the Default was left empty.

<110> Eidgenossiche Technische Hochschule Zurich, Universidad de Zurich, y Jeffrey A. Hubbell<110> Eidgenossiche Technische Hochschule Zurich, University of Zurich, and Jeffrey A. Hubbell

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<120> Matrices de proteína modificada con factor de crecimiento de tejidos<120> Modified protein matrices with tissue growth factor

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<130> ETH 107 CIP(3) PCT<130> ETH 107 CIP (3) PCT

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<150> 10/024,918<150> 10 / 024,918

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<151> 2001-12-18<151> 2001-12-18

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<150> PCT/EP02/12458<150> PCT / EP02 / 12458

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<151> 2002-11-07<151> 2002-11-07

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<160> 23<160> 23

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         \vskip0.400000\baselineskip\ vskip0.400000 \ baselineskip
      

<170> PatenIn versión 3.1<170> PatenIn version 3.1

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<210> 1<210> 1

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<211> 12<211> 12

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<212> PRT<212> PRT

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<213> Secuencia artificial<213> Artificial sequence

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<220><220>

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<223> péptido bidominio<223> bidomain peptide

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<220><220>

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<221> MOD_RES<221> MOD_RES

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<222> (1)..(1)<222> (1) .. (1)

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<223> leucina de dansilo<223> dansyl leucine

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<400> 1<400> 1

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\sa{Leu Asn Gln Glu Gln Val Ser Pro Leu Arg Gly Asp}\ sa {Leu Asn Gln Glu Gln Val Ser Pro Leu Arg Gly Asp}

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         \vskip0.400000\baselineskip\ vskip0.400000 \ baselineskip
      

<210> 2<210> 2

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<211> 5<211> 5

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<212> PRT<212> PRT

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<213> Homo sapiens <213> Homo sapiens

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<400> 2<400> 2

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\sa{Tyr Ile Gly Ser Arg}\ sa {Tyr Ile Gly Ser Arg}

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<210> 3<210> 3

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<211> 5<211> 5

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<212> PRT<212> PRT

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<213> Homo sapiens <213> Homo sapiens

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<400> 3<400> 3

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\sa{Leu Arg Gly Asp Asn}\ sa {Leu Arg Gly Asp Asn}

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<210> 4<210> 4

         \vskip0.400000\baselineskip\ vskip0.400000 \ baselineskip
      

<211> 5<211> 5

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<212> PRT<212> PRT

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<213> Homo sapiens <213> Homo sapiens

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<400> 4<400> 4

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\sa{Pro Asp Gly Ser Arg}\ sa {Pro Asp Gly Ser Arg}

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<210> 5<210> 5

         \vskip0.400000\baselineskip\ vskip0.400000 \ baselineskip
      

<211> 5<211> 5

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<212> PRT<212> PRT

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<213> Homo sapiens <213> Homo sapiens

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<400> 5<400> 5

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\sa{Ile Lys Val Ala Val}\ sa {Ile Lys Val Ala Val}

         \vskip1.000000\baselineskip\ vskip1.000000 \ baselineskip
      

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<210> 6<210> 6

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<211> 10<211> 10

         \vskip0.400000\baselineskip\ vskip0.400000 \ baselineskip
      

<212> PRT<212> PRT

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<213> Homo sapiens <213> Homo sapiens

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<400> 6<400> 6

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\sa{Arg Asn Ile Ala Glu Ile Ile Lys Asp Ile}\ sa {Arg Asn Ile Ala Glu Ile Ile Lys Asp Ile}

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<210> 7<210> 7

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<211> 4<211> 4

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<212> PRT<212> PRT

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<213> Homo sapiens <213> Homo sapiens

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<400> 7<400> 7

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\sa{Asp Gly Glu Ala}\ sa {Asp Gly Glu Ala}

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<210> 8<210> 8

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<211> 13<211> 13

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<212> PRT<212> PRT

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<213> Homo sapiens <213> Homo sapiens

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<400> 8<400> 8

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\sa{Gly Cys Arg Pro Gln Gly Ile Trp Gly Gln Asp Arg Cys}\ sa {Gly Cys Arg Pro Gln Gly Ile Trp Gly Gln Asp Arg Cys}

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<210> 9<210> 9

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<211> 6<211> 6

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<212> PRT<212> PRT

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<213> Homo sapiens <213> Homo sapiens

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<400> 9<400> 9

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\sa{Gly Arg Gly Asp Ser Pro}\ sa {Gly Arg Gly Asp Ser Pro}

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<210> 10<210> 10

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<211> 5<211> 5

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<212> PRT<212> PRT

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<213> Homo sapiens <213> Homo sapiens

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<400> 10<400> 10

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\sa{Gly Ala Lys Asp Val}\ sa {Gly Ala Lys Asp Val}

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<210> 11<210> 11

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<211> 4<211> 4

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<212> PRT<212> PRT

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<213> Homo sapiens <213> Homo sapiens

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<400> 11<400> 11

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\sa{Lys Lys Lys Lys}\ sa {Lys Lys Lys Lys}

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<210> 12<210> 12

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<211> 8<211> 8

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<212> PRT<212> PRT

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<213> Homo sapiens <213> Homo sapiens

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<400> 12<400> 12

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\sa{Asn Gln Glu Gln Val Ser Pro Leu}\ sa {Asn Gln Glu Gln Val Ser Pro Leu}

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<210> 13<210> 13

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<211> 16<211> 16

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<212> PRT<212> PRT

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<213> Homo sapiens <213> Homo sapiens

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<400> 13<400> 13

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\sa{Tyr Arg Gly Asp Thr Ile Gly Glu Gly Gln Gln His His Leu Gly Gly}\ sa {Tyr Arg Gly Asp Thr Ile Gly Glu Gly Gln Gln His His Leu Gly Gly}

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<210> 14<210> 14

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<211> 5<211> 5

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<212> PRT<212> PRT

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<213> Homo sapiens <213> Homo sapiens

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<400> 14<400> 14

         \vskip1.000000\baselineskip\ vskip1.000000 \ baselineskip
      

\sa{Gly Ala Lys Asp Val}\ sa {Gly Ala Lys Asp Val}

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<210> 15<210> 15

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<211> 5<211> 5

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<212> PRT<212> PRT

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<213> Homo sapiens <213> Homo sapiens

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<400> 15<400> 15

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\sa{Gly Lys Tyr Asn Arg}\ sa {Gly Lys Tyr Asn Arg}

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<210> 16<210> 16

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<211> 7<211> 7

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<212> PRT<212> PRT

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<213> Homo sapiens <213> Homo sapiens

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<400> 16<400> 16

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\sa{Asn Gln Glu Gln Val Ser Pro}\ sa {Asn Gln Glu Gln Val Ser Pro}

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<210> 17<210> 17

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<211> 42<211> 42

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<212> PRT<212> PRT

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<213> Homo sapiens <213> Homo sapiens

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<400> 17<400> 17

77

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<210> 18<210> 18

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<211> 46<211> 46

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<212> PRT<212> PRT

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<213> Homo sapiens <213> Homo sapiens

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<400> 18<400> 18

88

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<210> 19<210> 19

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<211> 4<211> 4

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<212> PRT<212> PRT

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<213> Homo sapiens <213> Homo sapiens

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<400> 19<400> 19

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\sa{Tyr Lys Asn Arg}\ sa {Tyr Lys Asn Arg}

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<210> 20<210> 20

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<211> 11<211> 11

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<212> PRT<212> PRT

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<213> Homo sapiens <213> Homo sapiens

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<220><220>

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<221> MOD_RES<221> MOD_RES

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<222> (1)..(1)<222> (1) .. (1)

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<223> ACETILACIÓN<223> ACETYLATION

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<220><220>

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<221> MOD_RES<221> MOD_RES

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<222> (11)..(11)<222> (11) .. (11)

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<223> AMIDACIÓN<223> AMIDATION

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<400> 20<400> 20

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\sa{Gly Cys Gly Tyr Gly Arg Gly Asp Ser Pro Gly}\ sa {Gly Cys Gly Tyr Gly Arg Gly Asp Ser Pro Gly

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         \vskip0.400000\baselineskip\ vskip0.400000 \ baselineskip
      

<210> 21<210> 21

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<211> 16<211> 16

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<212> PRT<212> PRT

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<213> Homo sapiens <213> Homo sapiens

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<220><220>

         \vskip0.400000\baselineskip\ vskip0.400000 \ baselineskip
      

<221> MOD_RES<221> MOD_RES

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<222> (1)..(1)<222> (1) .. (1)

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<223> ACETILACIÓN<223> ACETYLATION

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         \vskip0.400000\baselineskip\ vskip0.400000 \ baselineskip
      

<220><220>

         \vskip0.400000\baselineskip\ vskip0.400000 \ baselineskip
      

<221> MOD_RES<221> MOD_RES

         \vskip0.400000\baselineskip\ vskip0.400000 \ baselineskip
      

<222> (16)..(16)<222> (16) .. (16)

         \vskip0.400000\baselineskip\ vskip0.400000 \ baselineskip
      

<223> AMIDACIÓN<223> AMIDATION

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<400> 21<400> 21

         \vskip1.000000\baselineskip\ vskip1.000000 \ baselineskip
      

\sa{Gly Cys Arg Asp Gly Pro Gln Gly Ile Trp Gly Gln Asp Arg Cys Gly}\ sa {Gly Cys Arg Asp Gly Pro Gln Gly Ile Trp Gly Gln Asp Arg Cys Gly}

         \vskip1.000000\baselineskip\ vskip1.000000 \ baselineskip
      

         \vskip0.400000\baselineskip\ vskip0.400000 \ baselineskip
      

<210> 22<210> 22

         \vskip0.400000\baselineskip\ vskip0.400000 \ baselineskip
      

<211> 21<211> 21

         \vskip0.400000\baselineskip\ vskip0.400000 \ baselineskip
      

<212> PRT<212> PRT

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<213> Homo sapiens <213> Homo sapiens

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         \vskip0.400000\baselineskip\ vskip0.400000 \ baselineskip
      

<220><220>

         \vskip0.400000\baselineskip\ vskip0.400000 \ baselineskip
      

<221> MOD_RES<221> MOD_RES

         \vskip0.400000\baselineskip\ vskip0.400000 \ baselineskip
      

<222> (1)..(1)<222> (1) .. (1)

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<223> ACETILACIÓN<223> ACETYLATION

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         \vskip0.400000\baselineskip\ vskip0.400000 \ baselineskip
      

<220><220>

         \vskip0.400000\baselineskip\ vskip0.400000 \ baselineskip
      

<221> MOD_RES<221> MOD_RES

         \vskip0.400000\baselineskip\ vskip0.400000 \ baselineskip
      

<222> (21)..(21)<222> (21) .. (21)

         \vskip0.400000\baselineskip\ vskip0.400000 \ baselineskip
      

<223> AMIDACIÓN<223> AMIDATION

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<400> 22<400> 22

99

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<210> 23<210> 23

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<211> 5<211> 5

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<212> PRT<212> PRT

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<213> Homo sapiens <213> Homo sapiens

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<400> 23<400> 23

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\sa{Arg Gly Asp Ser Pro}\ sa {Arg Gly Asp Ser Pro}

         \vskip1.000000\baselineskip\ vskip1.000000 \ baselineskip
      

Claims (19)

1. Un péptido de fusión, caracterizado porque comprende:1. A fusion peptide, characterized in that it comprises: un primer dominio que comprende PTH ya first domain comprising PTH and un segundo dominio que comprende un dominio del substrato covalentemente degradable.a second domain comprising a domain of covalently degradable substrate. 2. El péptido de fusión según la reivindicación 1, caracterizado además porque comprende un sitio de degradación entre el primero y el segundo dominio.2. The fusion peptide according to claim 1, further characterized in that it comprises a degradation site between the first and second domain. 3. El péptido de fusión según la reivindicación 1, caracterizado porque la PTH se selecciona del grupo que consiste de PTH 1-84, PTH 1-28, PTH 1-34, PTH 1-31 y PTH 1-25.3. The fusion peptide according to claim 1, characterized in that the PTH is selected from the group consisting of PTH 1-84, PTH 1-28, PTH 1-34, PTH 1-31 and PTH 1-25. 4. El péptido de fusión según la reivindicación 3, caracterizado porque la PTH es PTH 1-34.4. The fusion peptide according to claim 3, characterized in that the PTH is PTH 1-34. 5. El péptido de fusión según la reivindicación 1, caracterizado porque el segundo dominio comprende un dominio del substrato de transglutaminasa.5. The fusion peptide according to claim 1, characterized in that the second domain comprises a transglutaminase substrate domain. 6. El péptido de fusión según la reivindicación 5, caracterizado porque el segundo dominio comprende un dominio del substrato del Factor XIIIa.6. The fusion peptide according to claim 5, characterized in that the second domain comprises a Factor XIIIa substrate domain. 7. El péptido de fusión según la reivindicación 6, caracterizado porque el dominio del substrato del Factor XIIIa comprende la SEQ ID NO: 12.7. The fusion peptide according to claim 6, characterized in that the domain of the Factor XIIIa substrate comprises SEQ ID NO: 12. 8. El péptido de fusión según la reivindicación 1, caracterizado porque el segundo dominio comprende al menos una cisteina.8. The fusion peptide according to claim 1, characterized in that the second domain comprises at least one cysteine. 9. El péptido de fusión según la reivindicación 2, caracterizado porque el sitio de degradación es un sitio de degradación enzimática o hidrolítica.9. The fusion peptide according to claim 2, characterized in that the degradation site is an enzymatic or hydrolytic degradation site. 10. El péptido de fusión según la reivindicación 8, caracterizado porque el sitio de degradación es un sitio de degradación enzimática, que se escinde mediante una enzima seleccionada del grupo que consiste de plasmina y metaloproteinaza matriz.10. The fusion peptide according to claim 8, characterized in that the degradation site is an enzyme degradation site, which is cleaved by an enzyme selected from the group consisting of plasmin and matrix metalloproteinase. 11. Un equipo de reactivos caracterizado porque comprende el péptido de fusión según las reivindicaciones 1-10.11. A reagent kit characterized in that it comprises the fusion peptide according to claims 1-10. 12. El equipo de reactivos según la reivindicación 11, caracterizado además porque comprende fibrinógeno, trombina y una fuente de calcio.12. The reagent kit according to claim 11, further characterized in that it comprises fibrinogen, thrombin and a calcium source. 13. El equipo de reactivos según la reivindicación 11, caracterizado porque el equipo de reactivos también comprende una enzima degradante.13. The reagent kit according to claim 11, characterized in that the reagent kit also comprises a degrading enzyme. 14. Una matriz adecuada para crecimiento o crecimiento interno celular, que comprende el péptido de fusión según las reivindicaciones 1-10, caracterizada porque el péptido de fusión está enlazado covalentemente a la matriz.14. A matrix suitable for internal cell growth or growth, comprising the fusion peptide according to claims 1-10, characterized in that the fusion peptide is covalently linked to the matrix. 15. La matriz según la reivindicación 14, caracterizado porque la matriz es fibrina.15. The matrix according to claim 14, characterized in that the matrix is fibrin. 16. La matriz según la reivindicación 14, caracterizado porque la matriz se forma mediante una reacción de adición tipo Michael entre una primera molécula precursora que comprende n grupos nucleofílicos y una segunda molécula precursora que comprende m grupos electrofílicos, en donde n y m son al menos dos y la suma n + m es al menos cinco.16. The matrix according to claim 14, characterized in that the matrix is formed by a Michael-type addition reaction between a first precursor molecule comprising n nucleophilic groups and a second precursor molecule comprising m electrophilic groups, wherein n and m are at minus two and the sum n + m is at least five. 17. La matriz según la reivindicación 16, caracterizado porque los grupos electrofílicos son grupos insaturados conjugados y los grupos nucleofílicos se seleccionan del grupo que consiste de tioles y aminas.17. The matrix according to claim 16, characterized in that the electrophilic groups are conjugated unsaturated groups and the nucleophilic groups are selected from the group consisting of thiols and amines. 18. La matriz según la reivindicación 14, caracterizado porque la matriz comprende polietilenglicol.18. The matrix according to claim 14, characterized in that the matrix comprises polyethylene glycol. 19. Un método para elaborar una matriz caracterizado porque comprende:19. A method for developing a matrix characterized in that it comprises: proporcionar al menos un material matriz capaz de formar una matriz degradada, en donde el material matriz se selecciona del grupo que consiste de proteínas y materiales sintéticos;provide at least one capable matrix material of forming a degraded matrix, where the matrix material is select from the group consisting of proteins and materials synthetic; agregar el péptido de fusión según las reivindicaciones 1-10 al material matriz, yadd the fusion peptide according to claims 1-10 to the parent material, and degradar el material matriz, de tal forma que el péptido de fusión se una a la matriz a través del segundo dominio.degrade the matrix material, so that the fusion peptide binds to the matrix through the second domain.
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